Nowe badanie wykazało, że przywrócenie pewnej ścieżki w mózgu myszy z niedoborem PTEN zmienia nieprawidłowości behawioralne i neurofizjologiczne. Co ważniejsze, naukowcy opracowali nową strategię terapeutyczną do leczenia objawów związanych z niedoborem PTEN w tym modelu myszy.
Czytaj też:
Autyzm może zwiększać ryzyko otyłości u dzieci
Zaburzenia autystyczne a chemia w mózgu
„PTEN jest powiązany ze szlakiem sygnałowym mTOR, który obejmuje dwa odrębne kompleksy molekularne: mTORC1 i mTORC2, z których każdy reguluje różne funkcje komórkowe” – powiedział pierwszy autor Chien-Ju Chen, doktorant w laboratorium autora dr. Mauro Costa-Mattioli, profesora neurologii w Baylor College of Medicine.
Opierając się głównie na eksperymentach z rapamycyną, powszechnie uważano, że zaburzenie regulacji mTORC1 jest odpowiedzialne za ten stan. Jednak Costa-Mattioli i jego koledzy podejrzewali, że to nie jest cała historia, ponieważ aktywność mTORC2 była również rozregulowana u osób z mutacjami PTEN.
Naukowcy pracowali nad modelem tego stanu, w którym myszy zostały genetycznie zmodyfikowane tak, aby brakowało PTEN szczególnie w neuronach, komórkach nerwowych mózgu. Myszy z niedoborem PTEN wykazują makrocefalia, drgawki, krótsze życie, zmiany w zachowaniach społecznych, a także problemy z pamięcią podobne do obserwowanych u pacjentów z zaburzeniami ze spektrum autyzmu.
Badacze zastosowali techniki genetyki molekularnej do niezależnego tłumienia mTORC1 i mTORC2 i ustalili, w jaki sposób indywidualne wyciszenie tych kompleksów wpływa na zmiany neurologiczne. „Wyniki były dość zaskakujące, ponieważ były sprzeczne z tradycyjnym poglądem na ten temat” – powiedział Costa-Mattioli.
Czytaj też:
Zęby dziecka pozwolą dowiedzieć się, czy będzie miało autyzm i ADHD
Zaskakujące wyniki badań
„Odkryliśmy, że genetyczne wyciszenie kompleksu mTORC1 u myszy z niedoborem PTEN spowodowało jedynie przywrócenie wielkości mózgu. Nie wpłynęło to na długość życia, zmiany behawioralne, a nawet liczbę napadów. Aktywność genetyczna wyciszenia kompleksu mTORC2 spowodowała przedłużenie długości życia, tłumienie drgawek, ocalenie pamięci długotrwałej i zmniejszenie zachowań przypominających zaburzenia ze spektrum autyzmu” – dodał Costa-Mattioli.
Obecnie nie ma leku, który mógłby hamować mTORC2. Myśląc o możliwych przyszłych zastosowaniach tych odkryć, naukowcy opracowali oligonukleotyd, cząsteczkę, która wycisza aktywność mTORC2, zapobiegając syntezie jednego z jego składników. „Zadziwiające, że kiedy zastosowaliśmy pojedynczą iniekcję oligonukleotydu, byliśmy w stanie odwrócić nieprawidłowe zachowania i zmniejszyć napady u myszy z niedoborem PTEN” – powiedział Chen.
Odkrycia te są ważne, ponieważ badania koncentrowały się głównie na opracowaniu leków do modulowania mTORC1. Costa-Mattioli i jego koledzy odkryli, że rozmiar i zachowanie mózgu są regulowane przez różne kompleksy mTOR i procesy molekularne. Co ważniejsze, odkryli, że mTORC2 jest głównym motorem zmian behawioralnych i innych zmian neurologicznych u myszy z niedoborem PTEN, a ich odkrycia sugerują, że modulacja aktywności mTORC2 jest obiecującym podejściem terapeutycznym.
Sygnalizacja mTOR zmienia się również w innych zaburzeniach neurologicznych, w tym w padaczce, stwardnieniu guzowatym, zespole łamliwego chromosomu X i chorobie Alzheimera. Przyszłe eksperymenty powinny ustalić, czy mTORC2 jest także głównym kompleksem mTOR zaangażowanym w te zaburzenia.
Czytaj też:
Autyzm – diagnoza często może być stawiana na wyrost?