fem upptäckter om autism spectrum disorder som forskare har gjort genom att studera postmortem hjärnvävnad.
Följande artikel tillhandahölls av Autism BrainNet.
När så många tjänster och insatser behövs för att stödja barn och vuxna med autism spectrum disorder (ASD), kanske människor undrar varför det är viktigt för forskare att studera hjärnan., Faktum är att hjärnan är det primära organet som påverkas i ASD, och genom att undersöka hur det utvecklas och fungerar hos autistiska människor kan forskare bättre förstå ASD-orsaker och mekanismer och hitta potentiella mål för behandling.
mänsklig hjärnforskning bygger ofta på metoder som visualiserar hjärnans struktur och funktion hos levande individer. Ändå saknar dessa tillvägagångssätt tillräckligt med upplösning för att fånga förändringar på nivån av celler och molekyler — viktiga mål för ASD. Det enda sättet att undersöka dessa mikroskopiska förändringar i den mänskliga hjärnan är genom att studera postmortem hjärnvävnad.,
Autism BrainNet (tidigare Autism Vävnad Program) är ett samverkande nätverk av universitet och vetenskapliga institutioner som syftar till att främja en bättre förståelse av autism biologi genom att underlätta forskning på hjärnans vävnader som donerats av personer med ASD. Tack vare autism BrainNet och andra organisationer har studier av postmortem hjärnvävnad lett till många upptäckter om ”insidan” av ASD-hjärnan.
dessa är fem (av många) senaste fynd:
- färre eller fler neuroner., Jämfört med typiskt utvecklande individer har hjärnan hos autistiska människor visat sig ha färre eller fler neuroner, beroende på den undersökta regionen och hur gammal givaren var. Fördelningen av neuroner är också annorlunda, med vissa hjärnregioner som innehåller neuroner som är tätare packade ihop och andra som innehåller neuroner med större utrymme mellan dem1., Eftersom antalet och fördelningen av neuroner över hjärnan bestäms under tidig hjärnutveckling tror forskare att förändringar i mängden och densiteten hos hjärnceller kan återspegla abnormiteter som uppstår medan hjärnan fortfarande bildas, men det är fortfarande oklart hur dessa cellulära förändringar relaterar till ASD-symtom.
- ledningar skillnader. Hjärnceller är anslutna till varandra och bildar kretsar som förmedlar signaler till närliggande såväl som avlägsna regioner över hjärnan., Celler i hjärnbarken är också organiserade längs smala enheter av informationsöverföring, eller ”minicolumns”, där information färdas både inom och över kolumner. Forskare fann att den autistiska hjärnan hade ännu mindre minikolumner jämfört med hjärnan att vanligtvis utveckla individer2, ett spännande fynd som måste replikeras med nya hjärndonationer. Dessutom hade individer med fragile X, ett tillstånd som är förknippat med ASD, neuroner med fler ”spines”, som är små, törnliknande utseende strukturer neuron använder sig av ”talk” via kemiska signaler3., Tillsammans föreslår dessa fynd att hjärnan hos personer med ASD kan kopplas annorlunda och att cellulära och molekylära mekanismer som reglerar informationsöverföring ändras.
- bortom neuroner. Medan neuroner har varit fokus för mycket forskning på autismhjärnan, har studier av postmortemvävnad hjälpt till att upptäcka att en icke-neuronal typ av hjärncell som kallas ”microglia” också kan vara viktig i ASD., Microglia är hjärnans bosatta immunceller och tjänar flera funktioner, från att hjälpa hjärnan att bekämpa tillstånd av inflammation och infektion, för att bidra till att reglera neuronal kommunikation. Forskare har funnit att hjärnan hos autistiska individer presenterar förändringar i formen och antalet mikroglia4,5, liksom skillnader i aktiviteten hos gener som reglerar mikroglial funktioner6,7,8., Denna forskning ger bevis för att både neuronala och icke-neuronala celler spelar en roll, även om det fortfarande är oklart om förändringar i mikroglia är en primär orsak eller en sekundär effekt av tillståndet.
- Det är inte bara genetik: det är epigenetik. Över 150 gener har nu kopplats till autism. Men förutom genmutationer har forskare upptäckt att risken för autism kan uppstå från förändringar i ett ”lager” av genomet som kallas ” epigenomet.,”Epigenomen utlöses av miljöfaktorer, både psykologiska och kemiska, som kan göra gener mer eller mindre aktiva och i sin tur förändra proteinuttryck. Många epigenetiska mekanismer är viktiga för hjärnans utveckling, vilket gör dessa molekylära förändringar särskilt relevanta i och mottagliga för neurodevelopmental störningar såsom ASD. Följaktligen har flera studier funnit epigenetiska förändringar i hjärnvävnaden hos autistiska individer9, 10, liksom i hjärnan hos givare med störningar relaterade till autism, inklusive rett och 15 dupliceringssyndrom11, 12., Några av dessa förändringar var unika för varje sjukdom, men andra delades. Detta är ett viktigt fynd eftersom det tyder på att, även om dessa sjukdomar kan ha olika genetiska orsaker, de kan dela gemensamma molekylära mekanismer. Denna forskning är således dubbelt viktigt, eftersom det visar att 1) samspelet mellan gener och miljö är involverat i ASD och 2) gemensamma molekylära mekanismer ligger bakom neurodevelopmental disorders med olika genetiska orsaker.
- delade mekanismer: ett spektrum inom ett spektrum., Kliniska symptom på ASD delar likheter med andra neurodevelopmental eller psykiatriska tillstånd, såsom attention deficit hyperactivity disorder, obsessive compulsive disorder och schizofreni. Det var dock bara genom att studera hjärnvävnaden hos personer med dessa tillstånd som forskare bekräftade att dessa störningar delar liknande mönster av genaktivitet13. Detta fynd kan förklara den partiella överlappningen i diagnostiska funktioner och beteenden och är särskilt viktigt eftersom det belyser gemensamma mål för patologi som kan utnyttjas för att identifiera och utveckla interventioner.,
medan dessa och andra fynd bidrar till att göra framsteg i autism hjärnforskning, förblir många frågor öppna. ASD är anmärkningsvärt olika i dess genetiska orsaker och kliniska manifestationer. Inte överraskande, ASD hjärnans struktur och funktion är bundna att variera från en individ till en annan. Detta gör forskningen extremt utmanande, och det enda sättet för forskare att fullt ut förstå olika former av ASD är att studera så många hjärnor som möjligt.
Läs mer om autism Forskning med postmortem hjärnvävnad och Autism BrainNet här., För att hålla dig uppdaterad med nya forskningsupptäckter och lära dig mer om utbildningsmöjligheter och evenemang, var god anmäl dig för att få nyheter och uppdateringar i vårt kvartalsbrev och följ oss på Facebook.
1. Varghese M. et al. Acta Neuropatol. 134, 537-566 (2017) PubMed
2. Casanova M. F. Hjärnan Pathol. 17, 422-433 (2007) PubMed
3. Hutsler J. J. och Zhang H. Hjärnan Res. 1309, 83-94 (2010) PubMed
4. Tetreault N. A. et al. J. Autism Dev. Oordning. 42, 2569-2584 (2012) PubMed
5. Morgan J. T. et al. Biol. Psykiatri 68, 368-376 (2010) PubMed
6. Gupta, S., et al., Nat. Commun. 5, 5748 (2014) PubMed
7. Voineagu I. et al. Naturen 474, 380-384 (2011) PubMed
8. Velmeshev D. et al. Vetenskap 364, 685-689 (2019) PubMed
9. Ladd-Acosta C, et al. Mol. Psykiatri 19, 862-871 (2014) PubMed
10. Nardone S. et al. Cereb. Cortex 27, 5739-5754 (2017) PubMed
11. Wong C. C. Y et al. Mol. Genet. 28, 2201-2211 (2019) PubMed
12. Fågel Cernia A. et al. Cortex Epub före utskrift (2019) PubMed
13. Gandal M. J. et al. Vetenskap 362, 6420 (2018) PubMed