Autismis viib neuronite kehv ‘kärpimine’ liigsete sünapsideni

Columbia Ülikooli meditsiinikeskuse (CUMC) neuroteadlaste sõnul on autismiga lastel ja teismelistel arengu ajal loid aju "pügamisprotsessid" võrreldes tervete lastega. Selle aeglasema pügamisprotsessi tulemuseks on aju sünapside ülejääk - punktid, kus neuronid omavahel ühenduvad ja suhtlevad.

Ajakirjas avaldatud uuring Neuronleidis ka, et ravim rapamütsiin suutis hiirtel taastada normaalse sünaptilise pügamise ja parandada autistlikku käitumist isegi pärast sümptomite ilmnemist.

Kuigi rapamütsiinil on kõrvaltoimeid, mis võivad takistada selle kasutamist autismiga inimestel, "viitab asjaolu, et näeme muutusi käitumises, et autism võib pärast lapse diagnoosimist siiski olla ravitav, kui leiame parema ravimi," ütles uuring vanemteadur, doktor David Sulzer, CUMC neurobioloogia professor.

Imikueas toimub sünapsi arengu plahvatus, eriti ajukoores, piirkonnas, kus osalevad autistlikud käitumised; hiliseks noorukieaks on umbes pool neist kortikaalsünapsitest ära lõigatud. Sünapse mõjutavad teadaolevalt paljud autismiga seotud geenid ja mõned teadlased on oletanud, et autismiga inimestel võib olla rohkem sünapse.

Uuringu jaoks uuris CUMCi neuroloogia dotsent, kaasautor Guomei Tang, doktorikraadiga autoreid, kes olid surnud muudel põhjustel. 13 aju pärines kahe kuni üheksa-aastastelt lastelt ja 13 aju pärines noorukitelt vanuses 13–20. Võrdluseks uuriti ka 22 autismita laste aju.

Tang mõõtis sünapsi tihedust igas ajus väikeses koelõigus, loendades nende kortikaalsete neuronite hargnevate väikeste okaste arvu; iga selgroog ühendub sünapsi abil teise neuroniga. Hiliseks lapsepõlveks leidis ta, et selgroo tihedus oli kontrollajus langenud umbes poole peale, kuid autismiga inimeste ajus vaid 16 protsendini.

"See on esimene kord, kui keegi on autismiga laste arengu ajal pügamise puudumist otsinud ja näinud," ütles Sulzer, "kuigi vanemate patsientide ajus ja hiirtel on mõnes ajupiirkonnas tuvastatud vähem sünapsi autistliku käitumisega. "

Teadlased leidsid vihjeid, mis võisid põhjustada pügamisdefekti; laste autistlikud ajurakud olid täis vanu ja kahjustatud osi ning neil oli degradatsiooniteel, mida nimetatakse autofaagiaks, väga puudulikud. Rakud kasutavad oma komponentide lagundamiseks autofaagiat (kreekakeelne termin, mis tähendab “isesöömist”).

Kasutades hiire mudelit, leidsid teadlased pügamisdefekti mTOR-nimelisele valgule. Kui mTOR on üliaktiivne, avastasid nad, et ajurakud kaotavad suure osa oma isesöömise võimest. Ja ilma selle võimeta kärbiti hiirte aju halvasti, mille tulemuseks oli täiendav sünaps.

"Kuigi inimesed arvavad õppimisest tavaliselt uute sünapside tekkimist," ütles Sulzer, "sobimatute sünapside eemaldamine võib olla sama oluline."

Teadlased suutsid taastada normaalse autofaagia ja sünaptilise pügamise - ja muuta autistliku käitumise hiirtel vastupidiseks, ravides neid rapamütsiiniga, ravimiga, mis pärsib mTOR-i. Ravim oli efektiivne ka pärast sümptomite tekkimist.

Kuna autismihaigete pea kõigist ajudest leiti suuri koguseid üliaktiivset mTOR-i, võivad samad protsessid esineda ka autismiga lastel.

Allikas: Columbia ülikooli meditsiinikeskus