Copiii cu autism au conexiuni neuronale în exces

Marți, 26 august 2014.- Copiii și adolescenții cu autism au un surplus de sinapse în creier, un exces care se datorează scăderii procesului de tăiere care apare la nivelul creierului în timpul dezvoltării, potrivit unui studiu realizat de neuroștiștiști Centrul Medical al Universității Columbia (CUMC), din New York, în Statele Unite.

Deoarece sinapsele sunt punctele în care neuronii se conectează și comunică între ei, un exces de sinapse poate avea efecte asupra funcționării creierului, după cum subliniază cercetarea, ale căror rezultate sunt publicate în revista Neuron.

Oamenii de știință au descoperit că rapamicina, un medicament care restabilește această tăiere poate îmbunătăți comportamente similare cu autismul la șoareci, chiar și atunci când sunt administrate după apariția acestor comportamente.

„Aceasta este o constatare importantă care ar putea duce la o nouă strategie terapeutică pentru autism”, spune Jeffrey Lieberman, profesor și profesor de psihiatrie la CUMC și director al Institutului de Psihiatrie din New York, care nu a fost implicat în studiu.

Deși medicamentul rapamicină are efecte secundare care pot împiedica utilizarea acestuia la persoanele cu autism, faptul că se pot observa modificări ale comportamentului sugerează că autismul poate fi în continuare tratabil după diagnosticul unui copil, dacă oamenii de știință găsesc un medicament mai bun, consideră investigatorul principal al studiului, David Sulzer, profesor de Neurobiologie în departamentele de psihiatrie, neurologie și farmacologie la CUMC.

În timpul dezvoltării normale a creierului, o explozie de formare a sinapsei apare în copilărie, în special în cortexul cerebral, o regiune implicată în comportamente autiste; dar procesul de „tăiere” elimină aproximativ jumătate din aceste sinapse corticale în perioada adolescenței târzii. Se știe că sinapsele sunt afectate de multe gene legate de autism, iar unii cercetători au emis ipoteza că persoanele cu autism pot avea mai multe sinapse.

Pentru a demonstra această idee, co-autorul Guomei Tang, profesor asistent de neurologie la CUMC, a examinat creierul copiilor cu autism care au murit din alte cauze. Treisprezece creiere aparțineau copiilor cu vârste cuprinse între 2 și 9 ani și 13 creiere proveneau de la copii cu vârste între 13 și 20 de ani, care au fost comparate cu 22 de creiere ale copiilor fără autism.

Dr. Tang a măsurat densitatea sinapselor într-o secțiune mică de țesut din fiecare creier, numărând numărul de spini mici care se ramifică din acești neuroni corticali; fiecare conectându-se cu un alt neuron printr-o sinapsă. El a văzut că, la sfârșitul copilăriei, densitatea coloanei vertebrale era redusă la jumătate în creierul de control, dar doar 16 la sută în creierul pacienților cu autism.

„Este pentru prima dată când cineva a căutat și a văzut o lipsă de tăiere în timpul dezvoltării copiilor cu autism”, spune dr. Sulzer, „deși au fost detectate un număr mai mic de sinapse în unele zone ale creierului pacienților. de vârstă înaintată și la șoareci cu comportamente similare cu autismul. "

În plus, au existat indicii despre ce a provocat defectul de tăiere în creierul pacienților: celulele creierului copiilor autiști erau umplute cu părți vechi și deteriorate și erau foarte deficitare pe o cale de degradare cunoscută sub numele de „autofagie”. Celulele folosesc autofagia pentru a degrada propriile componente.

Folosind modele de șoareci cu autism, oamenii de știință au descoperit defectul de tăiere la o proteină numită mTOR, astfel încât atunci când este hiperactiv, celulele creierului își pierd mult din capacitatea lor de autofagie. Fără această abilitate, creierele șoarecilor conțineau sinapse în exces. „Deși oamenii cred adesea că învățarea necesită formarea de noi sinapse”, subliniază Sulzer, „eliminarea necorespunzătoare a sinapselor poate fi la fel de importantă”.

Cercetătorii au fost capabili să restabilească autofagia normală și tăierea sinaptică prin inversarea comportamentelor similare cu autismul la șoareci prin administrarea rapamicinei, un medicament care inhibă proteina mTOR. Medicația a fost eficientă chiar și atunci când a fost administrată rozătoarelor după ce au dezvoltat comportamente autiste, ceea ce sugerează că această abordare poate fi utilizată pentru a trata pacienții chiar și după ce tulburarea a fost diagnosticată.

Deoarece s-au găsit cantități mari de mTOR hiperactiv la aproape toate creierele pacienților cu autism, aceleași procese pot apărea și la copiii cu autism. "Ceea ce este remarcabil în ceea ce privește constatările - notează Sulzer - este că sute de gene au fost legate de autism, dar aproape toți subiecții noștri umani aveau mTOR hiperactiv și scădeau autofagia și toate par să posede o lipsă de tăiere. normal sinaptic ".

Calea mTOR

În opinia sa, rezultatele indică faptul că multe, poate majoritatea, dintre gene pot converge în această cale mTOR / autofagie. „MTOR hiperactiv și reducerea autofagiei pot fi o caracteristică comună a autismului”, rezumă acest expert.

Alan Packer, om de știință principal la Fundația Simons, care a finanțat cercetarea, consideră studiul un pas important înainte în înțelegerea a ceea ce se întâmplă în creierul persoanelor cu autism.

„Opinia actuală este că autismul este eterogen, cu potențial sute de gene care pot ajuta la dezvoltarea acestuia. Acesta este un spectru foarte larg, așa că obiectivul de acum este să înțelegem cum aceste sute de gene sunt grupate într-un număr mai mic de căi., ceea ce ne va oferi indicii mai bune despre posibilele tratamente ", spune Packer.

"Calea mTOR pare una dintre aceste căi. Este posibil ca detectarea mTOR și a activității autofagiene să ofere un mijloc pentru a diagnostica unele caracteristici ale autismului și normalizarea acestor căi ar putea ajuta la tratarea disfuncției sinaptice și a bolii, " concluzionează acest cercetător.