3 Minutės
Stanford Medicine tyrėjai praneša, kad per didelė veikla retikuliniame talamuso branduolyje (RTN) gali skatinti elgesį, susijusį su autizmo spektro sutrikimu pelių modelyje. Taikydami eksperimentinę farmacologiją ir inžinerinę neuromoduliaciją, komanda slopino hiperaktyvumą šioje sensorinį filtravimą atliekančioje smegenų srityje ir atstatė kelis autizmui būdingus požymius pelių, įskaitant priepuolius, perteklinę jutiminę reagavimo stiprumą, pasikartojantį elgesį, hiperaktyvumą ir sumažėjusią socialinę sąveiką. Šaltinis: Shutterstock
Mokslinis kontekstas
Talamusas ir žievė sudaro centrinį sensorinį relę, lemiančią, kaip smegenys interpretuoja išorinius signalus. RTN yra mažas inhibitorinis branduolys, kuris reguliuoja signalų srautą tarp talamuso ir žievės, kontroliuodamas dėmesį ir sensorinį filtravimą. Ankstesni klinikiniai ir gyvūnų tyrimai siejo talamokortikalinę grandinę su autizmu, tačiau RTN konkretus vaidmuo liko neaiškus. Naudodami genetinį pelių modelį, kuriame trūksta Cntnap2 geno, mokslininkai analizavo RTN neuronų dinamiką tuo pat metu stebėdami elgesį, kad nustatytų, kaip vietiniai aktyvumo pokyčiai susiję su autizmo panašiais fenotipais.
Eksperimento detalės ir metodai
Registravimas ir elgesio koreliacija
Komanda fiksavo RTN neuronų išsiveržimus laisvai besielgiančiose peliuose ir susiejo aktyvumo modelius su reagavimu į vizualinius ir taktilinius stimulus bei su socialinėmis sąveikomis. Cntnap2 genas neaktyvuotose pelėse RTN neuronai rodė neįprastai aukštą bazinį ir stimulus sukeltą iššaudymą bei spontaniškus židinius, kurie kartais provokavo priepuolius.
Intervencijos: vaistai ir DREADD neuromoduliacija
Norėdami patikrinti priežastingumą, tyrėjai panaudojo dvi papildomas intervencijas. Pirmiausia jie skyrė eksperimentinį antiseizminį preparatą Z944, kuris mažina RTN sujaudinimą; gydymas normalizavo neuroninį iššaudymą ir panaikino elgesio deficitus. Antra, jie taikė DREADD pagrindu veikiančią chemogenetinę neuromoduliaciją, leidžiančią selektyviai slopinti arba aktyvuoti RTN neuronus. Hiperaktyvumo slopinimas atstatė autizmui būdingus elgesio požymius modelyje, o dirbtinis RTN aktyvumo didinimas sveikose pelėse sukėlė panašius elgesio pokyčius, parodant dvikryptį kontrolės galimybę.
Pagrindiniai atradimai ir reikšmė
Tyrimas, paskelbtas žurnale Science Advances ir vadovaujamas vyresniojo autoriaus John Huguenard bei pagrindinio autoriaus Sung-Soo Jang, rodo, kad RTN hiperaktyvumas gali būti pakankamas, kad pelių modelyje atsirastų autizmui priskiriama simptomų grupė. Rezultatai taip pat atskleidžia persidengiančius mechanizmus tarp autizmo ir epilepsijos: žmonių, sergančių autizmu, priepuolių rizika yra žymiai didesnė nei bendroje populiacijoje, o Z944 ir gretimi junginiai tiriami dėl galimo panaudojimo epilepsijos gydyme. Taigi RTN grandinių taikymas gali suteikti dvigubą naudą – sumažinti tiek priepuolių riziką, tiek pagrindinius elgesio simptomus kai kuriems pacientams.
Susijusios technologijos ir ateities perspektyvos
Šis darbas iliustruoja, kaip tikslinga neuromoduliacija, farmacologinė arba receptorių pagrindu (DREADD), gali ištirti ir atstatyti grandinių disfunkciją. Rezultatų perkėlimas į žmones pareikalaus saugumo tyrimų, pacientų pogrupių, kurių patologija susijusi su RTN, identifikavimo bei klinikškai pritaikomų moduliatorių arba neuromoduliacijos metodų, pavyzdžiui, tikslinės smegenų stimuliacijos ar selektyvios farmacijos, sukūrimo.
Eksperto įžvalga
Dr. Maria Alvarez, neuromokslininkė, specializuojanti nervinių grandinių sutrikimuose, komentuoja: "Šis tyrimas yra svarbus principo įrodymas. Jis susiaurina sudėtingą problemą – autizmo elgesio įvairovę – iki manipuliuojamo grandinės mazgo. Nors pelės nėra žmonės, RTN vaidmuo sensoriniame filtravime daro jį patraukliu terapiniu tikslu tolimesniems translaciniams tyrimams."
Išvada
Stanfordo tyrimas identifikuoja retikulinį talamuso branduolį kaip naują grandinės tašką, kurio hiperaktyvumas sukelia autizmo panašius elgesius pelių modelyje. Slopinant tą hiperaktyvumą eksperimentiniu antiseizminiu vaistu ir chemogenetine neuromoduliacija, mokslininkai atstatė kelis elgesio deficitus, pabrėždami bendrą neurobiologinį ryšį tarp autizmo ir epilepsijos ir nurodydami naujas kryptis tikslingoms terapijoms bei neuromoduliacijos strategijoms, kurios galėtų būti pritaikytos pacientams su RTN susijusia patologija.
Šaltinis: scitechdaily
Komentarai