Мутациите в гена Caprin1 са отговорни за промени в невронни механизми, водещи до аутизъм

Изследователи от Университета в Торино правят важна стъпка напред в разбирането на генетичната основа на аутизма. Проучването установява, че мутациите в гена Caprin1 са отговорни за промени в специфични невронни механизми, които от клинична гледна точка причиняват форма на разстройство от аутистичния спектър.

Проучването

Проучването е част от международния проект NeuroWes. Негов ръководител е специалистът по медицинска генетика проф. Алфредо Бруско от Университета в Торино.

То е осъществено благодарение на новите технологии за секвениране на ДНК и на разработването на ин витро модели на невронни клетки.

„Вярваме, че Caprin1 може да предизвика ефекта на доминото и това ще доведе до откриването на много други гени, допринасящи за развитието на разстройства от аутистичния спектър“, смята проф. Алфредо Бруско.

Като използват технологиите за секвениране на човешки гени и като анализират стотици пациенти, учените идентифицират така наречения пиемонтски случай, при който голяма област от хромозома, включително и гена Caprin1, е изгубена. Това кара екипа да направи предположение за ролята на Caprin1 в патогенезата на аутизма.

Когато по-късно учените откриват 12 пациенти с мутация в гена, разбират, че това ясно показва патогенната му роля. Хората имат забавен говор, интелектуална недостатъчност, дефицит на вниманието, хиперактивност, разстройство от аутистичния спектър.

>>>За аутизма и неговите проявления

За да изследва патологичните механизми, свързани с тези мутации, д-р Лиза Павинато работи почти една година в лабораторията на проф. Брунхилде Вирт в Института по човешка генетика в Кьолн, Германия.

„За да модифицираме култивирани човешки плурипотентни клетки и да изключим едно от двете копия на гена, за да имитираме състоянието на пациента, използвахме технологията CRISPR/Cas9. Най-сложната част от изследването беше да се изведат неврони от тези клетки и да се изследва тяхната функция“, разказва д-р Павинато.

Тестовете показват, че загубата на едно от двете копия на Carpin1 води до промяна в организацията и функцията на невроните и на електрическата им активност.

Значимостта на изследването е в дефинирането на биологичната роля на Carpin1, защото става възможно да се демонстрира, че той регулира синтеза на много протеини в невроните чрез управлението на експресията на много гени в мозъка.

Проучването позволява на учените да докажат, че мутациите на Caprin1 са отговорни за промените на специфични невронни механизми, които причиняват форма на аутизъм.

Резултатите от проучването са публикувани в списание Brain.

Перспективата

„Ще отнеме много години, за да стигнем до нови терапии, но днес със сигурност сме положили основите, които ни позволяват да разширим познанията си за аутизма и да разбираме по-добре патогенните механизми, които определят болестта“, казва проф. Бруско.

Откриването на нови гени означава не само по-добро разбиране на невробиологията на този вид заболявания, но и възможност да бъдат дадени задълбочени отговори на семействата на хората, страдащи от разстройство от аутистичния сектор. Това е възможно, защото както подчертава проф. Бруско, учените са наясно, че тази патология има генетичен произход.

>>>За аутизма – причини, заблуди и решения

Най-важният резултат е, че проучването позволява да се докаже, че мутациите на Caprin1 са отговорни за промените на специфични невронни механизми, които причиняват форма на разстройство от аутистичния спектър. От значение е безспорно и това, че работата на екипа предоставя нови доказателства за генетичната основа на аутизма.

Данните, които екипът публикува сега, са едва върха на айсберг. В сътрудничество с генетици, детски невропсихиатри и педиатри са събрани голям брой случаи. Те са подложени на геномни изследвания, а в момента е в ход оценката на резултатите от анализите на случаите в Пиемонт.

От съществено значение е, подчертават учените, как окончателната диагноза се съобщава на семействата на пациентите.

Откриването на нови гени, които са свързани с форми на разстройство от аутистичния спектър, се развива с изключително бързи темпове. Очакванията са, че над 1000 са гените, замесени в патогенезата на заболяването.

Откриването на нови гени означава още и основа за бъдещи терапии.

Учените смятат, че предизвикателствата могат да бъдат посрещнати благодарение на международното сътрудничество. А сред тях са не само откриването на нови гени и работата им, но и класифицирането на пациентите на базата на биологичните механизми, които са част от специфични клинични форми.

За проекта NeuroWes

Мащабният проект NeuroWes започва да действа през 2015 г. В него участват множество италиански изследователски групи, като и учени от Медицинското училище на Икан, Ню Йорк. Координатор на проекта е проф. Алфредо Бруско.
Основната му цел е изучаването генетиката на разстройствата от аутистичния спектър.

Настоящото изследване е дело както на италиански учени, така и на колегите им Кьолн, Германия. То се ръководи от проф. Алфредо Бруско и колегата му от Департамента по клинични и биологични науки проф. Джовани Фереро.