Коли стовбурові клітини починають змінюватися
За даними Центрів контролю та профілактики захворювань (CDC), розлади аутичного спектру (РАС) є відносно поширеними порушеннями комунікації та поведінкового розвитку, якими страждає приблизно 1 з 59 дітей у США. Незважаючи на його поширеність, досі незрозуміло, що викликає хворобу та які найкращі способи її лікування.
Коли стовбурові клітини починають змінюватися
Дослідники Інституту Солка порівняли стовбурові клітини, створені людьми з розладами аутистичного спектру (АСС), із стовбуровими клітинами, створеними людьми без АСД, щоб вперше виявити відмітні відмінності у структурі та швидкості розвитку похідних клітин.
Їхні висновки, опубліковані 7 січня 2019 року в журналі Nature Neuroscience, можуть призвести до діагностичних методів виявлення РАС на ранній стадії, коли можуть проводитися профілактичні втручання.
"Хоча наша робота досліджувала клітини лише в культурах, це може допомогти нам зрозуміти, як рано відбуваються зміни в експресії генів, які можуть призвести до змін у розвитку мозку у людей з РАС", - говорить професор Расті Гейдж з Інституту Солка., старший автор дослідження та президент Інституту. "Ми сподіваємось, що ця стаття відкриє нові шляхи вивчення нервово-психічних та нейродегенеративних розладів".
Для дослідження вчені взяли клітини шкіри у восьми людей з РАС та п’яти людей без РАС і перетворили їх на плюрипотентні стовбурові клітини - клітини, які мають здатність переростати в клітини будь-якого типу. Потім вони змусили їх перерости в нейрони, піддаючи дії певних хімічних факторів.
Основні відмінності на різних етапах
Використовуючи молекулярні "знімки" з різних стадій розвитку стовбурових клітин, команда змогла відстежувати генетичні програми, які розпочались у певному порядку, коли стовбурові клітини розвивалися в нейрони. Це підкреслило ключові відмінності в клітинах, отриманих від людей з РАС.
Наприклад, команда Salk зауважила, що генетична програма, пов'язана зі стадією нервових стовбурових клітин, розпочалася раніше в клітинах ASD, ніж у клітинах, вільних від ASD. Ця генетична програма включає багато генів, які були пов'язані з більш високим ризиком розвитку РАС. Крім того, нейрони, які з часом розвинулись у людей з РАС, зростали швидше і мали більш складні гілки, ніж ті, що належали до контрольної групи.
"Зараз існує гіпотеза, що ранні аномалії розвитку мозку призводять до аутизму, але перехід від нормального мозку, що розвивається, до діагнозу РАС незрозумілий", - каже провідний автор Саймон Шафер, докторант з лабораторії Гейдж. "Головною проблемою в цій галузі було визначення критичних періодів розвитку та пов'язаних з ними статусів клітин. Це дослідження могло б стати основою для виявлення загальних патологічних особливостей, що виникають під час розвитку АСД ".
Відповідні стадії розвитку хвороби
"Це дуже цікава знахідка і спонукає нас до подальшого вдосконалення методологічної бази, щоб допомогти нашому прогресу краще зрозуміти ранні клітинні біологічні події, що передують появі симптомів", - додав Гейдж, голова Департаменту досліджень Ві і Джона Адлера. вікове нейродегенеративне захворювання. "Вивчення динаміки системи може максимізувати наші шанси на виявлення відповідних механічних стадій захворювання".
Дослідники кажуть, що експерименти в цьому дослідженні призведуть до більш динамічних підходів до вивчення механізмів, які беруть участь у схильності та прогресуванні РАС.
Вони зосередяться на створенні органоїдів у мозку, тривимірних моделях розвитку мозку у вигляді суміші, яка дозволяє вченим вивчати взаємодію між різними типами клітин мозку.
"Сучасні методи діагностики в основному суб'єктивні і застосовуються після того, як у дітей раннього віку виникають порушення поведінки", - зазначив Шафер. матеріал прес-реліз Інституту Солка. "Ми сподіваємось, що ці дослідження послужать основою для розробки нових підходів до діагностики протягом раннього періоду розвитку дитини - задовго до появи поведінкових симптомів -, щоб мати максимальний вплив на лікування та втручання".