Dokładniej rzecz biorąc, chodzi o tzw. zespół Pitta-Hopkinsa, którego występowanie jest związane z mutacjami w genie zarządzającym DNA, znanym jako TCF4. Zalicza się go do spektrum autyzmu ze względu na poważny wpływ na umiejętności motoryczne i integrację sensoryczną.
Mutacja, która wszystko zmienia
Poza wykryciem zmian, autorzy publikacji dostępnej na łamach NatureCommunications byli również w stanie przywrócić utracone funkcje genetyczne za sprawą dwóch różnych strategii terapii genowej. W dalszej perspektywie może się więc pojawić możliwość zastosowania terapii względem osób z zespołem Pitta-Hopkinsa.
Za tym potencjalnym przełomem stoją naukowcy z Uniwersytetu Campinas i Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego. Celem ich badań było lepsze poznanie działania genów w środowisku najbardziej zbliżonym do rozwijającego się mózgu. W tym celu autorzy skorzystali z wyhodowanych w warunkach laboratoryjnych mózgów.
Najpierw komórki pobrane od osób cierpiących na zespół Pitta-Hopkinsa zostały przeprogramowane na komórki macierzyste. To właśnie one stanowiły podstawę mini-narządu, który określono mianem organoidu korowego mózgu. Te są niezdolne do wykonywania wszystkich funkcji, jakie są w stanie spełniać nasze biologiczne narządy. Odgrywają natomiast kluczową rolę w poznawaniu poszczególnych aspektów związanych z funkcjonowaniem mózgu.
Naukowcy odwzorowali zmiany w strukturze i działaniu tkanek, a mutacje okazały się na tyle wyraźne, że dało się je zauważyć nawet bez użycia mikroskopu. Organoidy wyhodowane z komórek pacjentów okazały się znacznie mniejsze od tych z grupy kontrolnej. U części z nich zauważono też zniekształcenia ogólnej struktury. Poza tym wersja genu odpowiedzialna za zespół Pitta Hopkinsa została powiązana z zamrożeniem komórek prekursorowych, które upośledzają zdolność neuronów do różnicowania się.
Organoidy, czyli uproszczone wersje mózgów
W konsekwencji liczba neuronów w korze mózgowej zmniejsza się, podobnie z resztą jak ich aktywność. Jako że jednym z winowajców wydaje się osłabienie sygnalizacji zachodzącej za sprawą błon komórkowych, to sztuczne podtrzymywanie tego sygnału przyniosło zaskakująco pozytywne skutki. Badacze wykorzystali w tym celu środki farmaceutyczne, przywracając część zróżnicowania neuronalnego i aktywności elektrycznej w obszarach korowych organoidów.
Problemem w praktycznym wykorzystaniu tego typu metod może okazać się fakt, iż organoidy są znacznie mniej skomplikowane od zaawansowanych, biologicznych mózgów. Poza tym choroby takie jak autyzm i schizofrenia ujawniają się dopiero po urodzeniu. Mimo to jest to kolejny krok w stronę lepszego poznania chorób neurorozwojowych i nadzieja dla pacjentów czekających na skuteczne terapie.