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Alcuni sintomi di disturbo dello spettro autistico legati agli astrociti

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Un modello murino umanizzato di autismo. L’immagine raffigura sezioni del cervello con astrociti etichettati in verde. Riga in alto: astrociti di controllo; Riga in basso: astrociti derivati ​​da pazienti con disturbo dello spettro autistico. Credito: Megan Allen

Le anomalie in un tipo di cellula cerebrale chiamata astrociti possono svolgere un ruolo fondamentale nel causare alcuni sintomi comportamentali dei disturbi dello spettro autistico, secondo uno studio preclinico condotto da ricercatori di Weill Cornell Medicine.

Per lo studio, pubblicato il 1 aprile a Psichiatria Molecolare, L’autore senior Dr. Dilek Colak, assistente professore di neuroscienze presso il Feil Family Brain and Mind Research Institute presso Weill Cornell Medicine, e i suoi colleghi hanno coltivato astrociti dalle cellule staminali derivate da pazienti con autismo e li hanno trapiantati in topi neonati sani. Hanno scoperto che dopo il trapianto, i topi hanno sviluppato comportamenti ripetitivi, un sintomo caratteristico dei disturbi dello spettro autistico (ASD), ma non hanno sviluppato i deficit sociali associati alla malattia. I topi hanno anche sviluppato deficit di memoria, che sono comunemente osservati nell’ASD ma non sono una caratteristica fondamentale della malattia.

“Il nostro studio suggerisce che le anomalie degli astrociti potrebbero contribuire all’insorgenza e alla progressione dei disturbi dello spettro autistico”, ha affermato il dottor Colak, che è anche assistente professore di neuroscienze in pediatria e membro del Drukier Institute for Children’s Health. “Le anomalie degli astrociti possono essere responsabili di comportamenti ripetitivi o deficit di memoria, ma non di altri sintomi come le difficoltà con le interazioni sociali”.

La maggior parte degli studi sui disturbi dello spettro autistico si è concentrata sul ruolo dei neuroni, un tipo di cellula cerebrale che trasmette informazioni nel cervello. Ma altre cellule cerebrali, chiamate astrociti, aiutano a regolare il comportamento dei neuroni e le connessioni tra di loro. È probabile che le mutazioni genetiche legate ai disturbi dello spettro autistico influiscano in modo diverso su vari tipi di cellule del cervello, ha detto il dottor Colak. Gli studi post mortem avevano già rivelato anomalie negli astrociti nel cervello di pazienti con disturbi dello spettro autistico.

“Non sapevamo se queste anomalie degli astrociti contribuissero allo sviluppo della malattia o se le anomalie fossero il risultato della malattia”, ha detto il dottor Colak.

Per determinare se gli astrociti potessero essere coinvolti all’inizio della malattia, il team ha ottenuto cellule staminali derivate da pazienti con disturbi dello spettro autistico, le ha persuase a trasformarsi in astrociti in laboratorio e le ha trapiantate nel cervello di topi neonati altrimenti sani, creando un essere umano. -chimera del topo.

Utilizzando una tecnica microscopica chiamata imaging a due fotoni, hanno osservato un’eccessiva segnalazione di calcio negli astrociti umani trapiantati nel cervello dei topi, ha spiegato il co-autore principale Dr. Ben Huang, istruttore di neuroscienze in psichiatria presso Weill Cornell Medicine.

“È stato sorprendente vedere questi astrociti umani rispondere ai cambiamenti comportamentali nei topi attivi”, ha detto il dottor Huang. “Riteniamo di essere i primi a registrare l’attività degli astrociti umani trapiantati in questo modo”.

Per determinare se l’aumento della segnalazione del calcio stesse causando i sintomi comportamentali dei topi, il team ha infettato gli astrociti cresciuti in laboratorio da cellule staminali di pazienti con ASD con un virus che trasporta un frammento di RNA progettato per ridurre la segnalazione del calcio a livelli normali. Quando hanno trapiantato questi astrociti nei topi, gli animali non hanno sviluppato problemi di memoria.

“Le future terapie per l’autismo potrebbero sfruttare questa scoperta utilizzando strumenti genetici per limitare le fluttuazioni estreme del calcio all’interno degli astrociti”, ha affermato il co-autore principale Megan Allen, associato post-dottorato in neuroscienze presso il Feil Family Brain and Mind Research Institute presso Weill Cornell Medicine.

Le scoperte potrebbero anche avere importanti implicazioni per la comprensione e il trattamento di altre malattie neuropsichiatriche come la schizofrenia che coinvolgono anche deficit di memoria, ha affermato il dottor Colak.

“È importante determinare i ruoli di specifici tipi di cellule cerebrali, inclusi gli astrociti, nelle malattie dello sviluppo neurologico e neuropsichiatriche”, ha affermato.


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