Naukowcy z Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN opracowali eksperymentalną terapię celowaną autyzmu. Jak podkreślają eksperci, jest ona przełomem w rozumieniu możliwości leczenia objawów tego zaburzenia. Terapia dostosowana jest do konkretnych objawów autyzmu i jak udowodniono jest możliwa oraz efektywna.
Zespół badaczy, który opracował eksperymentalną terapię prowadzony był przez dr hab. Ewelinę Knapską, profesor Instytutu Nenckiego i wiceszefową Centrum Badań Plastyczności Neuronalnej i Chorób Mózgu BRAINCITY. Badania związane z autyzmem zrealizowała dr Alicja Puścian i współpracownicy z zespołu badawczego. Odkrycia Polaków zostały opisane na łamacz czasopisma „Molecular Psychiatry”.
Naukowcy zidentyfikowali białko, którego aktywność w synapsach umożliwia uczenie się
Naukowcy przeprowadzili badania na zwierzętach, w których wykazali, że 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 będącą przyczyną autyzmu. Jednocześnie eksperci dowiedli, że takie podejście normalizuje fizjologię mózgów zwierząt oraz ultrastrukturę neuronów i synaps, czyli połączeń między komórkami nerwowymi.
Osoby chorujące na autyzm zmagają się najczęściej z wieloma problemami utrudniającymi codzienne funkcjonowanie. Istnieją jednak dwie podstawowe grupy objawów: zaburzenia w sferze funkcjonowania poznawczego (problemy z uczeniem się nowych rzeczy, powtarzalne, a jednocześnie 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. 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 – podkreśliła w rozmowie z PAP prof. Ewelina Knapska.
W badaniach na zwierzętach naukowcy udowodnili, że myszy z autyzmem gorzej radziły sobie z interakcjami społecznymi i uczeniem się motywowanym nagrodą (słodką wodą).
– Pojawiło się pytanie, jak im pomóc. I tutaj dochodzimy do kolejnego aspektu „celowania”, to znaczy 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 – wyjaśnia prof. Knapska.
Terapia dla pacjentów z autyzmem, którzy mają problemy z uczeniem się
Zespół dokonał obserwacji: 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 – wyjaśniła dr Knapska.
Brak odpowiedniej ilości FMRP przekłada się na zbyt dużą aktywność MMP9 w jądrze środkowym ciała migdałowatego, a więc zaburza proces prawidłowego uczenia się. Naukowcy postanowili wykorzystać tę wiedzę i 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 – podkreśliła ekspertka.
Kolejne obserwacje naukowców wykazały, że obniżenie nadmiernej aktywności MMP9 w jądrze środkowym ciała migdałowatego przywróciło myszom zdolność uczenia się, ale 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. Eksperci wysnuli więc, że terapia ta byłaby dobra dla pacjentów, którzy mają większe problemy z uczeniem się, ale już nie dla tych, którzy w przeważającej mierze borykają się z deficytami w sferze społecznej.
Nadzieja na zaprojektowanie zindywidualizowanych terapii celujących w objawy konkretnego pacjenta
Naukowcy z Nenskiego PAN podkreślają, że nanocząsteczki, które zostały wykorzystane w tym eksperymencie z powodzeniem są już stosowane w terapii nowotworów. Metoda opracowana przez ekspertów różni się jednak od wcześniejszych prób hamowania MMP9 u osób z autyzmem. Jest przede wszystkim dużo bardziej wybiórcza – dotyczy określonego objawu, określonej grupy neuronów i określonego mechanizmu molekularnego. Pozawala na eliminację efektów ubocznych i korygowanie jedynie rzeczywiście występujących problemów.
– Takie podejście jest ważne, gdyż zmiana aktywności grup neuronów funkcjonujących poprawnie zwykle prowadzi do zaburzenia ich funkcji, co w konsekwencji daje efekty uboczne. Istotne jest więc, żeby odróżnić neurony, których funkcjonowanie jest zaburzone, od tych działających prawidłowo – wyjaśnia prof. Knapska.
Eksperci mają nadzieję, że opracowana przez nich metoda leczenia będzie mogła być wykorzystywana zarówno u pacjentów ze spektrum autyzmu, jak i z zaburzeniami neurorozwojowymi.
– 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 naukowcy.
– 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 – dodaje dr Puścian.
Źródło: naukawpolsce.pl
Przeczytaj także: Program pilotażowy dla osób z doświadczeniem traumy. MZ skierowało projekt rozporządzenia do konsultacji publicznych
