Θα μπορούσε η κακή διακίνηση πρωτεϊνών να είναι παράγοντας στον αυτισμό;
Μια πρωτεΐνη της οποίας οι μεταλλάξεις βρίσκονται σε άτομα με αυτισμό και άλλες νευροαναπτυξιακές καταστάσεις βοηθά στη διατήρηση της ομαλής λειτουργίας των συνδέσεων μεταξύ νευρώνων στον εγκέφαλο.
Πρόσφατα δημοσιευμένη έρευνα - με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο Rockefeller της Νέας Υόρκης - αποκαλύπτει ότι η πρωτεΐνη αστροτακτίνη 2 (ASTN2) μπορεί να εμπορεύεται τους υποδοχείς μακριά από τις επιφάνειες των νευρώνων και να τους εμποδίζει να συσσωρεύονται εκεί.
Οι συνδέσεις μεταξύ νευρώνων είναι απαραίτητες για τη λειτουργία του εγκεφάλου.
Λειτουργούν επειδή οι υποδοχείς, που κάθονται στις επιφάνειες των κυττάρων, είναι πάντα έτοιμοι να συνεργαστούν με τους εισερχόμενους νευροδιαβιβαστές από άλλα κύτταρα.
Η διαδικασία είναι δυναμική και χρειάζεται συνεχή κύκλο υποδοχέων «εντός και εκτός» της κυτταρικής μεμβράνης για να εξασφαλίσει ταχεία απόκριση στα σήματα. Η διακίνηση πρωτεϊνών βοηθά στη διατήρηση των υποδοχέων σε κίνηση.
Η πρόσφατη μελέτη, η οποία τώρα εμφανίζεται στο Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών, πρότεινε επίσης έναν μηχανισμό μέσω του οποίου οι διαταραχές του φάσματος του αυτισμού (ASDs), όπως ο αυτισμός της νευροαναπτυξιακής κατάστασης, θα μπορούσαν να προκύψουν από ελαττώματα στο ASTN2.
Οι ακριβείς αιτίες των νευροαναπτυξιακών καταστάσεων είναι σε μεγάλο βαθμό άγνωστες, αν και πολλά σημάδια μπορούν να εντοπιστούν στην πρώιμη ανάπτυξη του εγκεφάλου. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η προέλευση είναι περίπλοκη και περιλαμβάνει γενετικούς, βιολογικούς και περιβαλλοντικούς παράγοντες.
Σύμφωνα με τα Κέντρα Ελέγχου και Πρόληψης Νοσημάτων (CDC), περίπου 1 στα 68 παιδιά από τις Ηνωμένες Πολιτείες έχουν «ταυτοποιηθεί με ASD», με αγόρια πάνω από τέσσερις φορές πιο πιθανό να ταυτιστούν με αυτό από τα κορίτσια.
Διακίνηση πρωτεϊνών
Σε προηγούμενη εργασία, η ανώτερη συγγραφέας της μελέτης Mary E. Hatten, καθηγήτρια νευροεπιστημών και συμπεριφοράς στο Πανεπιστήμιο Rockefeller, είχε ήδη βρει ότι το ASTN2 έχει ρόλο εμπορίας κατά την πρώιμη ανάπτυξη όταν μεταναστεύουν κύτταρα.
Η παρουσία αυτής της πρωτεΐνης στον εγκέφαλο των ενηλίκων, ωστόσο, οδήγησε τον επικεφαλής συγγραφέα της μελέτης Hourinaz Behesti, όταν εντάχθηκε στο εργαστήριο του καθηγητή Hatten, να υποστηρίξει ότι το ASTN2 μπορεί επίσης να έχει άλλο ρόλο.
Τα επίπεδα ASTN2 φαίνεται να είναι ιδιαίτερα υψηλά σε μια περιοχή του εγκεφάλου που ονομάζεται παρεγκεφαλίδα. Παραδοσιακά, αυτή η περιοχή του εγκεφάλου θεωρήθηκε ότι αφορά τον έλεγχο της κίνησης, αλλά, αναφέρουν οι συγγραφείς, "πρόσφατα στοιχεία έχουν δείξει" ότι μπορεί επίσης να εμπλέκεται με "μη κινητικές λειτουργίες, συμπεριλαμβανομένης της γλώσσας, της οπτικοχωρικής μνήμης, της προσοχής και του συναισθήματος".
Χρησιμοποιώντας ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, οι ερευνητές εντόπισαν τότε θέσεις έκφρασης ASTN2 στις παρεγκεφαλίδες των ποντικών.
Ανακάλυψαν ότι η πρωτεΐνη βρέθηκε κυρίως σε δομές που ονομάζονται «ενδοκυτταρικά και αυτοφαγοκυτταρικά κυστίδια», τα οποία μεταφέρουν πρωτεΐνες μέσα σε νευρώνες.
Αδύναμες συνάψεις
Οι επιστήμονες εντόπισαν επίσης ορισμένα μόρια που συνδέονται με το ASTN2. Αυτοί οι «δεσμευτικοί συνεργάτες» περιλαμβάνουν πρωτεΐνες που είναι γνωστό ότι διακινούνται μέσα σε νευρώνες και άλλες πρωτεΐνες που βοηθούν στην κατασκευή συνάψεων.
Οι συνάψεις είναι οι κυτταρικές δομές που επιτρέπουν στους νευρώνες να περνούν ηλεκτρικά και χημικά σήματα μεταξύ τους. Η ομάδα είχε επίσης βρει νωρίτερα το ASTN2 να εκφράζεται μέσα σε «δενδριτικές σπονδυλικές στήλες» σε συνάψεις.
Η αύξηση του ASTN2 στους νευρώνες ποντικού προκάλεσε μείωση των μορίων που συνδέονται με το ASTN2. Αυτό είναι σύμφωνο με την ιδέα ότι η ASTN2 έκανε τη δουλειά της, διακινώντας τα μακριά από την επιφάνεια των κυττάρων για να αναλυθούν και να ανακυκλωθούν.
Περαιτέρω δοκιμές αποκάλυψαν ότι τα κύτταρα με υψηλότερα επίπεδα ASTN2 έκαναν πιο ισχυρές συνάψεις. Αυτό υποδηλώνει ότι η ανεπαρκής ASTN2 - όπως θα μπορούσε να συμβεί εάν το γονίδιο που κωδικοποιεί για αυτό είναι μεταλλαγμένο - θα οδηγούσε σε ασθενέστερες συνάψεις.
Πρέπει να κατανοήσουμε καλύτερα τον ρόλο της παρεγκεφαλίδας
Η μελέτη αναφέρει τις εργασίες που έγιναν στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins, όπου πολλά μέλη μιας οικογένειας με ASD, καθυστέρηση στη γλώσσα και άλλες νευροαναπτυξιακές καταστάσεις έφεραν μια σειρά μεταλλάξεων ASTN2.
Οι ερευνητές αναφέρουν επίσης μια ξεχωριστή, μεγάλη μελέτη πληθυσμού που βρήκε συνδέσμους μεταξύ μεταλλάξεων ASTN2 και διάφορων τύπων εγκεφαλικής κατάστασης.
Καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι τα ευρήματά τους υποστηρίζουν την ιδέα ότι η διακοπή της διαδικασίας που εξασφαλίζει την κατάλληλη ανάμιξη και εναλλαγή επιφανειακών πρωτεϊνών στα εγκεφαλικά κύτταρα θα μπορούσε να είναι ένας παράγοντας σε αρκετές νευροαναπτυξιακές συνθήκες.
Λένε επίσης ότι υπάρχει ανάγκη να κατανοήσουμε καλύτερα τον ρόλο της παρεγκεφαλίδας σε αυτές τις καταστάσεις.
«Οι άνθρωποι μόλις αρχίζουν να συνειδητοποιούν ότι η παρεγκεφαλίδα δεν είναι μόνο εκεί για τον έλεγχο της κίνησης και της κινητικής μάθησης. Έχει πολύ πιο περίπλοκους ρόλους στη γνώση και τη γλώσσα. "
Καθ. Mary E. Hatten
