Eine Zusammenarbeit zwischen Wissenschaftlern an der Medizinischen Universität von South Carolina und Kliniker der Greenwood Genetic Center lieferte neue Erkenntnisse darüber, wie ein bestimmtes gen möglicherweise regulieren die Entwicklung des Gehirns.
Ein Papier veröffentlicht in der Biologischen Psychiatrie zeigt exemplarisch, wie die Forscher verbunden Probleme bei Mäusen mit einer Defekten Kopie des MEF2C-Gens zu Problemen litt im wirklichen Leben von Patienten gesehen, in der Greenwood Genetic Center, die haben auch eine defekte Kopie des Gens.
Diese Patienten haben eine seltene form von Autismus genannt MEF2C haploinsufficiency-Syndrom. Im Grunde genommen, einen Ihrer beiden MEF2C-Gene in jeder Zelle wird nicht funktionieren, und einen nicht-mutierten Kopie des Gens ist nicht stark genug, um zu regulieren, die die Entwicklung des Gehirns, wie es soll, sagte Christopher Cowan, Ph. D., Vorsitzender der Abteilung für Neurowissenschaften, deren Labor die Studie. Das Ergebnis beim Menschen umfasst eine Unfähigkeit, Sprache zu verwenden, um zu kommunizieren, Epilepsie, repetitive Bewegungen, niedriger Muskeltonus und Atmung Probleme.
Cowan sagte, die Ergebnisse der Studie werfen neue Perspektiven für die Behandlung.
„Wir kennen das problem. Die Menschen haben halb so viel MEF2C, wie Sie benötigen. Also, von einer Therapie Standpunkt, ich denke, es öffnet eine Menge interessanter Türen. Wir können uns denken, über Möglichkeiten zur Einführung von mehr MEF2C in das Gehirn während der kritischen Perioden der Entwicklung“, sagte er.
Es ist noch nicht klar, Wann Interventionen wirksam sein könnte oder ob es ein Entwicklungs-point of no return, sagte er. Er erklärte jedoch, dass die meisten Kinder mit diesem Syndrom Erfahrung Anfälle von 20 Monate alt, das könnte ein Auslöser für Gentests und die dann mögliche Behandlung.
Cowan studiert MEF2C seit mehr als einem Jahrzehnt. Er hatte zuvor fand der MEF2-Familie in der synaptischen pruning, der Prozess, durch den das Gehirn wird mehr effizient, da es die Pflaumen entfernt redundante oder irrelevante synaptischen verbindungen; dieser Prozess erfolgt durch die Jungen Erwachsenenalter, ist aber für die meisten aktiven in der vorschule und Grundschule Jahren. Er hatte auch beobachtet, eine Verbindung zu dem fragilen-X-Syndroms, der häufigsten erblichen form von Autismus.
Wenn Cowan zog nach South Carolina im Jahr 2016, gab er einen Vortrag auf der Greenwood Genetic Center über seine neuesten Ergebnisse der Forschung, einschließlich Informationen über die von MEF2C. Mehr kürzlich, Papier joint lead Autoren, Adam Harrington, postdoctoral scholar, und Catherine Brücken, eine MUSC medical scientist training program student, die beide Präsentationen im South Carolina Autismus und Entwicklungsstörungen Störungen Konsortium Konferenz über Ihre Arbeit auf MEF2C in Mäusen.
Dort hören die Gespräche war, dass Steve Skinner, M. D., Direktor des Greenwood Genetic Center. Als er hörte, Skinner erkannte, er hatte nur gesehen, dass ein patient, der dieses gen Dysfunktion. Cowan und sein team waren begeistert von der Möglichkeit, zu verbinden und Interesse an treffen mit menschlichen Patienten, sagte Skinner.
Von dort aus, die Zusammenarbeit gemausert.
Cowan sagte, dass, wenn Sie zuerst erstellt ein Maus-Modell von MEF2C haploinsufficiency-Syndrom, Sie sah auf die wissenschaftliche Literatur, um zu sehen, was die gen-Mutationen, wurden bereits gefunden. Sie erkannte, dass fast alle Mutationen wurden in der DNA-bindenden region, die die meisten hoch konservierten Teil der protein MEF2C. Hochkonservierte Regionen im protein, die haben sich kaum geändert durch Millionen von Jahren der evolution—Sie bleiben nahezu identisch, ob in Hefe, Fliegen oder Menschen, stark darauf hindeutet, die Sie dienen eine sehr wichtige Funktion.
Und dieses protein ist ein Transkriptionsfaktor, der die sitzt in den Zellkern, bindet an DNA und schaltet Hunderte von anderen Genen, Cowan sagte. Diese anderen Gene aktiviert werden muss, genau die richtige Zeit für die Neuronen, um zu Reifen, form geeigneter verbindungen und ändern, in Reaktion auf die Erfahrungen, die er sagte. Dass die Mutationen auftraten, in diesem „hub“ – gen angedeutet, dass die Mutationen wurden verursacht Probleme für das protein, an DNA zu binden.
In der Tat, das Maus-Modell gegeben wurde, dass eine gute Kopie und eine inaktive Kopie von MEF2C zeigte, soziale Defizite, Hyperaktivität, sich wiederholende Verhalten und eine signifikante Reduktion der ultrasonic vocalizations, Cowan sagte.
„Wir wissen nicht, was Maus Ultraschall-Vokalisation bedeutet, zu einer anderen Maus, aber Sie erzeugen Sie in sozialen Kontexten,“ Cowan sagte. Forscher betrachten vocalizations eine „artgerechte Kommunikation-Modus“, und dieses problem in der Kommunikation bei Mäusen spiegelt die Probleme bei der Kommunikation der Kinder in der Studie, sagte er.
Wenn Sie das team Analysierte die Gene in der Maus-Gehirne wurden ungewöhnlich ausgedrückt und verglichen Sie mit dem menschlichen Genom, zwei Bereiche, die gepingt wird. Die erste war in exzitatorischen Neuronen, und die zweite war die der mikroglia, welche Cowan nennt das „Gehirn residente Immunzellen.“ Mikrogliazellen fressen abgestorbene Zellen, nach einer Verletzung oder einem Schlaganfall und auch physisch entfernen synaptischen material zu helfen, mit Rebschnitt während der normalen Entwicklung des Gehirns.
Die Wissenschaftler dann entfernt MEF2C aus der neuronalen Zellen oder nur die mikroglia, hergestellt, die unterschiedliche Teilmengen von Autismus-ähnliche Verhaltensweisen.
„Für den Bereich, ich denke, es ist wichtig, weil es beginnt, um uns zu helfen schätzen, dass entwicklungsneurologische Störungen sind wahrscheinlich eine Konvergenz der Dysfunktion oder verändert die Entwicklung von vielen verschiedenen Zelltypen. Dieser hat die Behandlung Auswirkungen als gut, weil Sie nicht nur Gegner der neuronalen population. Sie können nicht nur Ziel der mikroglia. Du bist wahrscheinlich gehen zu müssen, denke über die cluster von verschiedenen kooperierenden Zelltypen im Gehirn, die dazu führen, eine in der Regel funktionierende Gehirn,“‚ Cowan sagte.
Forschung wird weiterhin mit der Zusammenarbeit von Familien in der ganzen Welt mit Kindern mit dieser Störung. Sie sind eine kleine Gruppe, relativ gesehen, aber das internet und social media gegeben haben, Patienten mit seltenen Erkrankungen die Chance, Ihre Kräfte zu bündeln in der Suche nach Antworten und auch charting a path für die Forschung, sagte Skinner. Zum Beispiel Eltern von Kindern mit Rett-Syndrom, ein weiteres Seltenes entwicklungsneurologische Störung, festgestellt, dass sich Ihre Kinder oft gelitten Gallenblase Krankheiten in Jungen Jahren. Dies zeigte sich nirgendwo in der wissenschaftlichen Literatur beschrieben, aber die Eltern sahen den roten Faden zu Ihren Kindern. Als Sie begann, drücken für Bestätigung, Skinner, sagte, Forscher suchte an der Frage und fand die Verbindung der Eltern geahnt.
„Die Eltern wollen, fahren Forschung, um schließlich finden Sie eine Behandlung für Ihre Kinder“, sagte Skinner.
Die Eltern von Kindern mit MEF2C haploinsufficiency-Syndrom schätzen die Möglichkeit, mit einem Forscher wie Cowan, sagte er. Die online-Unterstützung und Informations-Gruppe, die besteht aus ein paar hundert Familien aus der ganzen Welt, beteiligt sich in der weiteren Forschung, zu. Das Forschungsteam rekrutiert Clemson University graduate student, entwickelte einen Fragebogen, der Sie schickte, um diese Familien. Es umfasst Themen, wie wenn die Symptome erschienen, die Symptome erschienen, und Behandlungen, die Sie ausprobiert haben.
Skinner sagte, die Kooperation mit MUSC wurde belohnt.
„Es war eine sehr kollegiale und kooperative Beziehung“, sagte er. „Dr. Cowan wurde sehr empfänglich für fielding Fragen von uns, von der die Patienten und Ihre Familien.“
Cowan, für seinen Teil, sagte, die Beziehung ist schon hilfreich bei der Bereitstellung von Echtzeit-Welt-Zusammenhang für sein Labor die Arbeit.