Reklama

Polscy naukowcy opracowali przełomową terapię celowaną autyzmu

Polityka Zdrowotna

09/06/2022 10:27

Leczenie dostosowane do konkretnych objawów autyzmu jest możliwe i efektywne. Eksperymentalną terapię celowaną autyzmu opracowali naukowcy z Instytutu Nenckiego PAN. Stanowi ona przełom w rozumieniu możliwości leczenia objawów tego zaburzenia.

PAP

Badania związane z autyzmem zrealizowała dr Alicja Puścian oraz jej współpracownicy z zespołu dr hab. Eweliny Knapskiej, profesor Instytutu Nenckiego i wiceszefowej Centrum Badań Plastyczności Neuronalnej i Chorób Mózgu BRAINCITY.

„Przyczyny autyzmu są bardzo złożone. Jednak takie badania jak nasze dają nadzieję na zlokalizowanie grup neuronów i ścieżek molekularnych z nimi związanych, które są podłożem specyficznych objawów u różnych pacjentów ze spektrum. To z kolei daje nadzieję na zaprojektowanie zindywidualizowanych terapii celujących w objawy konkretnego pacjenta” - tłumaczy dr Alicja Puścian.

Reklama

Autyzm – zaburzone funkcje poznawcze i interakcje społeczne

W zaburzeniach ze spektrum autyzmu nie można mówić o jednym specyficznym zachowaniu, które odróżnia autystów od reszty populacji, bo najczęściej jest to wiele problemów utrudniających funkcjonowanie. Wyróżniamy jednak dwie grupy objawów charakteryzujących autyzm: są to zaburzenia w sferze funkcjonowania poznawczego (problemy z uczeniem się nowych rzeczy, powtarzalne, ale nieadaptacyjne wzorce zachowań) oraz deficyty w sferze społecznej.

„Ponieważ problemy z uczeniem się i problemy z funkcjonowaniem społecznym nie zawsze występują z równie dużym nasileniem, możemy przypuszczać, że kontrolują je inne grupy neuronów - mówi prof. Ewelina Knapska. - W naszej pracy zidentyfikowaliśmy obwód neuronalny w ciele migdałowatym, strukturze mózgu kontrolującej nasze emocje i motywację do działania, który odpowiada za zdolność do uczenia się lokalizacji smacznego pokarmu”.

Reklama

Badania na myszach

Do przeprowadzenia badań naukowcy wykorzystali myszy, które podobnie jak ludzie lubią cukier. Co ważne, zastosowali w badaniach tzw. mysi model autyzmu, czyli zwierzęta zmodyfikowane tak, aby odwzorowywać problem genetyczny będący najczęstszą przyczyną autyzmu (zespół łamliwego chromosomu X).

„Choroba ta uwarunkowana jest mutacją w genie Fmr1 kodującym białko FMRP. Gen znajduje się na chromosomie X, stąd nazwa zespołu. Jest to mutacja prowadząca do szeregu zaburzeń u pacjentów nią dotkniętych, jednak - co ważne - aż 60 proc. z nich ma autyzm” - wyjaśnia dr Puścian.

Reklama

W badaniach na zwierzętach pracownicy Instytutu wykazali, że selektywne dostarczanie pewnego białka do jądra środkowego ciała migdałowatego (struktury mózgu zaangażowanej w zdolność do uczenia się) łagodzi poważne deficyty poznawcze u myszy z wadą genetyczną. Jednocześnie normalizuje fizjologię ich mózgów oraz ultrastrukturę neuronów i synaps, czyli połączeń między komórkami nerwowymi.

Słodka woda – motywacja do nauki

Zgodnie z przewidywaniami naukowców, zwierzęta w wadą w genie Fmr1 bardzo słabo radziły sobie z interakcjami społecznymi i z uczeniem się, nawet gdy były motywowane nagrodą - słodką wodą.

Reklama

„Pojawiło się pytanie, jak im pomóc - opowiada prof. Knapska. - I tutaj dochodzimy do aspektu ’celowania’, czyli próby zniwelowania dysfunkcji konkretnego mechanizmu molekularnego, podobnie jak w przypadku leczenia nowotworów. W toku wieloletnich badań zidentyfikowaliśmy białko, metaloproteinazę macierzy zewnątrzkomórkowej 9 (w skrócie MMP9), którego aktywność na synapsach w jednej z części ciała migdałowatego umożliwia myszom nauczenie się, jak znajdować słodką wodę”.

W wyniku obserwacji naukowcy stwierdzili, że aktywność białka MMP9 w tym konkretnym obwodzie neuronalnym nie miała wpływu na zachowania społeczne zwierząt. "Z innych badań wiedzieliśmy, że ta struktura mózgu jest zaangażowana w kontrolę interakcji społecznych, ale że nie odbywa się to poprzez neurony związane z MMP9. Wiedzieliśmy też, że u myszy (i ludzi) z mutacją, która wywołuje zespół łamliwego chromosomu X, białka MMP9 jest za dużo, ponieważ białka FMRP, które w normalnych warunkach hamuje wydzielanie MMP9 na synapsach, tutaj brakuje". A zbyt duża aktywność MMP9 w jądrze środkowym ciała migdałowatego zaburza proces prawidłowego uczenia.

Reklama

„Postanowiliśmy wykorzystać tę wiedzę, żeby spróbować ‘naprawić’ zaburzone uczenie się u myszy z łamliwym chromosomem X. Do wcześniej zidentyfikowanej części ciała migdałowatego wprowadziliśmy nanocząstki, które stopniowo uwalniają inhibitor białka MMP9, hamujący jego nadmierną aktywność. Celowaliśmy więc potrójnie: w określony objaw, określoną grupę neuronów i określony mechanizm molekularny” - wymienia autorka publikacji.

Dalsze obserwacje wykazały, że obniżenie nadmiernej aktywności MMP9 w jądrze środkowym ciała migdałowatego przywracało myszom możliwość uczenia się, choć nie pomagało na zaburzone interakcje społeczne. Był to dowód na to, że poprzez odpowiednie „wyregulowanie” mechanizmu molekularnego w określonym obwodzie neuronalnym można wybiórczo korygować zaburzone zachowanie, czyli element znajdujący się na samym szczycie drabiny funkcjonowania organizmu.

Reklama

„Byłaby to zatem dobra terapia dla tych pacjentów, którzy największe problemy mają z uczeniem się, ale już nie dla tych, którzy w przeważającej mierze borykają się z deficytami w sferze społecznej” - zaznacza prof. Knapska.

Na razie badania prowadzono wyłącznie na myszach. Badaczki podkreślają jednak, że ten najważniejszy krok został już wykonany. Mają też nadzieję, że ich metodę leczenia w przyszłości będzie można wykorzystywać nie tylko u pacjentów z autyzmem, ale też z innymi zaburzeniami neurorozwojowymi.

Reklama

„W wielu przypadkach znamy przyczynę genetyczną takich zaburzeń, czyli np. wiemy, który gen jest zmutowany lub który mechanizm molekularny nie funkcjonuje prawidłowo, ale brakuje nam wiedzy, jak u poszczególnych osób taka mutacja przekłada się na funkcjonowanie określonych grup neuronów. Zdobycie tej wiedzy pozwoliłoby na opracowanie odpowiednio celowanych terapii” - tłumaczą.

Instytut Nenckiego – badania naukowe, innowacyjność i edukacja

Instytut Nenckiego powstał w 1918r. Warszawie przy Towarzystwie Naukowym Warszawskim z inicjatywy Kazimierza Białaszewicza, Romualda Minkiewicza i Edwarda Flataua. Jest jedną z najstarszych nieuniwersyteckich placówek badawczych w kraju. Nazwano go imieniem profesora Marcelego Nenckiego - wybitnego polskiego chemika, lekarza i fizjologa, uznawanego za jednego z twórców współczesnej biochemii. Działalność Instytutu Nenckiego koncentruje się na trzech głównych obszarach: badaniach naukowych, innowacyjności i edukacji. Zespół naukowy Instytutu łączy najnowszą wiedzę ze zdobyczami technologicznymi w celu opracowywania nowatorskich strategii naukowych pozwalających na rozwiązywanie złożonych problemów współczesnej biologii i medycyny

Reklama

Źródło: PAP/Instytut Nenckiego/własne