Ali je lahko slaba trgovina z beljakovinami dejavnik avtizma?
Beljakovine, katerih mutacije najdemo pri ljudeh z avtizmom in drugimi nevrorazvojnimi stanji, pomagajo, da povezave med nevroni v možganih delujejo nemoteno.
Novo objavljena raziskava, ki jo je vodila Univerza Rockefeller v New Yorku v New Yorku, razkriva, da lahko protein astrotaktin 2 (ASTN2) prenaša receptorje stran od površin nevronov in jim preprečuje kopičenje tam.
Povezave med nevroni so bistvenega pomena za delovanje možganov.
Delujejo, ker so receptorji, ki sedijo na površinah celic, vedno pripravljeni na sodelovanje z dohodnimi nevrotransmiterji iz drugih celic.
Proces je dinamičen in potrebuje stalen krog receptorjev, ki "vklopijo in izklopijo" celično membrano, da se zagotovi hiter odziv na signale. Trgovina z beljakovinami pomaga, da se receptorji premikajo.
Nedavna študija, ki je zdaj objavljena v Zbornik Nacionalne akademije znanostije predlagal tudi mehanizem, s katerim bi motnje avtizmskega spektra (ASD), kot je avtizem nevrorazvojnega stanja, lahko nastale zaradi napak v ASTN2.
Natančni vzroki za nevrorazvojne razmere so večinoma neznani, čeprav lahko številne znake zasledimo v zgodnjem razvoju možganov. Znanstveniki menijo, da je izvor zapleten in vključuje genetske, biološke in okoljske dejavnike.
Po podatkih Centrov za nadzor in preprečevanje bolezni (CDC) je približno 1 od 68 otrok iz Združenih držav Amerike "identificiran z ASD", pri čemer so fantje več kot štirikrat bolj verjetno identificirani kot dekleta.
Trgovina z beljakovinami
V prejšnjem delu je starejša avtorica študije Mary E. Hatten, profesorica nevroznanosti in vedenja na univerzi Rockefeller, že ugotovila, da ima ASTN2 vlogo trgovine z ljudmi v zgodnjem razvoju, ko celice migrirajo.
Prisotnost te beljakovine v možganih odraslih pa je vodilno avtorico študije Hourinaz Behesti, ko se je pridružila laboratoriju prof. Hattena, trdila, da ima lahko ASTN2 tudi drugo vlogo.
Zdi se, da so ravni ASTN2 še posebej visoke v možganski regiji, imenovani mali možgani. Tradicionalno naj bi se ta možganska regija nanašala na nadzor gibanja, vendar, kot poročajo avtorji, "nedavni dokazi kažejo", da bi lahko bil povezan tudi z "nemotoričnimi funkcijami, vključno z jezikom, vizualno-prostorskim spominom, pozornostjo in čustvi".
Preiskovalci so nato z elektronskim mikroskopom identificirali mesta ekspresije ASTN2 v malih možganih miši.
Ugotovili so, da najdemo beljakovine predvsem v strukturah, imenovanih "endocitni in avtofagocitni mehurčki", ki prenašajo beljakovine znotraj nevronov.
Šibkejše sinapse
Znanstveniki so identificirali tudi nekatere molekule, ki se vežejo na ASTN2. Ti "vezavni partnerji" vključujejo beljakovine, za katere je znano, da se prevažajo znotraj nevronov in druge beljakovine, ki pomagajo graditi sinapse.
Sinapse so celične strukture, ki nevronom omogočajo, da drug drugemu prenašajo električne in kemične signale. Skupina je že prej odkrila tudi ASTN2, izražen znotraj "dendritičnih bodic" v sinapsah.
Povečanje ASTN2 v mišjih nevronih je povzročilo zmanjšanje molekul, ki se vežejo na ASTN2. To je v skladu z mislijo, da je ASTN2 opravljal svoje delo in jih odpeljal stran od celične površine, da bi jih razgradili in reciklirali.
Nadaljnji testi so pokazali, da so celice z višjimi nivoji ASTN2 ustvarile močnejše sinapse. To nakazuje, da bi nezadosten ASTN2 - kot bi se lahko zgodilo, če bi gen, ki ga kodira, mutiran - povzročil šibkejše sinapse.
Treba je bolje razumeti vlogo malih možganov
Študija navaja delo, opravljeno na univerzi Johns Hopkins, v katerem je več članov družine z ASD, jezikovno zamudo in drugimi nevrorazvojnimi stanji nosilo številne mutacije ASTN2.
Preiskovalci omenjajo tudi ločeno študijo z veliko populacijo, ki je odkrila povezave med mutacijami ASTN2 in več vrstami možganskih stanj.
Ugotavljajo, da njihove ugotovitve podpirajo idejo, da bi lahko prekinitev procesa, ki zagotavlja ustrezno mešanico in promet površinskih beljakovin v možganskih celicah, dejavnik v več nevrorazvojnih pogojih.
Prav tako pravijo, da je treba bolje razumeti vlogo malih možganov v teh pogojih.
»Ljudje se šele začenjajo zavedati, da mali možgani niso namenjeni samo nadzoru gibanja in motoričnega učenja. Ima veliko bolj zapletene vloge pri spoznavanju in jeziku. "
Prof. Mary E. Hatten
