Mohl by být špatný obchod s bílkovinami faktorem autismu?
Protein, jehož mutace se vyskytují u lidí s autismem a jinými neurovývojovými podmínkami, pomáhá udržovat hladký průběh spojení mezi neurony v mozku.
Nově publikovaný výzkum - vedený Rockefellerovou univerzitou v New Yorku - odhaluje, že protein astrotactin 2 (ASTN2) může přenášet receptory pryč z povrchů neuronů a bránit jim tam se hromadit.
Spojení mezi neurony jsou nezbytná pro funkci mozku.
Fungují proto, že receptory, které sedí na povrchu buněk, jsou vždy připraveny spolupracovat s příchozími neurotransmitery z jiných buněk.
Proces je dynamický a vyžaduje nepřetržitý cyklus receptorů „zapínat a vypínat“ buněčnou membránu, aby byla zajištěna rychlá reakce na signály. Obchodování s proteiny pomáhá udržovat receptory v pohybu.
Nedávná studie, která nyní obsahuje Sborník Národní akademie věd, také navrhl mechanismus, jehož prostřednictvím by mohly vzniknout poruchy autistického spektra (ASD), jako je autismus neurového vývoje, z defektů v ASTN2.
Přesné příčiny neurodevelopmentálních stavů jsou do značné míry neznámé, i když lze mnoho příznaků vysledovat až k časnému vývoji mozku. Vědci se domnívají, že původ je složitý a zahrnuje genetické, biologické a environmentální faktory.
Podle Centra pro kontrolu a prevenci nemocí (CDC) je přibližně 1 ze 68 dětí ze Spojených států „identifikováno s ASD“, přičemž u chlapců je identifikována více než čtyřikrát častěji než u dívek.
Obchodování s proteiny
V dřívější práci již hlavní autorka studie Mary E. Hattenová, profesorka neurovědy a chování na Rockefellerově univerzitě, již zjistila, že ASTN2 má během prvního vývoje, kdy buňky migrují, roli obchodování s lidmi.
Přítomnost tohoto proteinu v mozku dospělých však vedla hlavní autorku studie Hourinaz Behesti, když se připojila k laboratoři prof. Hatten, k domněnce, že ASTN2 může mít i další roli.
Hladiny ASTN2 se zdají být zvláště vysoké v oblasti mozku zvané mozeček. Tradičně se předpokládalo, že se tato oblast mozku týká ovládání pohybu, ale podle autorů „nedávné důkazy naznačují“, že může být také spojena s „nemotorickými funkcemi, včetně jazyka, vizuospatiální paměti, pozornosti a emocí“.
Pomocí elektronového mikroskopu poté vyšetřovatelé identifikovali místa exprese ASTN2 v mozecích myší.
Zjistili, že protein se nachází hlavně ve strukturách nazývaných „endocytické a autofagocytické vezikuly“, které transportují proteiny uvnitř neuronů.
Slabší synapse
Vědci také identifikovali některé molekuly, které se vážou na ASTN2. Tito „vazební partneři“ zahrnují proteiny, o nichž je známo, že se s nimi obchoduje uvnitř neuronů, a další proteiny, které pomáhají budovat synapsie.
Synapsy jsou buněčné struktury, které umožňují neuronům vzájemně si předávat elektrické a chemické signály. Tým dříve také našel ASTN2 vyjádřený uvnitř „dendritických trnů“ v synapsích.
Zvýšení ASTN2 v myších neuronech způsobilo snížení molekul, které se vážou na ASTN2. To je v souladu s myšlenkou, že ASTN2 dělal svou práci a obchodoval je pryč od povrchu buňky, aby byl rozebrán a recyklován.
Další testy odhalily, že buňky s vyššími hladinami ASTN2 vytvářejí robustnější synapse. To naznačuje, že nedostatečné množství ASTN2 - jak by se mohlo stát, pokud by došlo k mutaci genu, který jej kóduje - by vedlo ke slabším synapsím.
Potřebujete lépe porozumět roli malého mozku
Studie uvádí práci provedenou na univerzitě Johns Hopkins University, ve které několik členů rodiny s ASD, jazykovým zpožděním a dalšími neurodevelopmentálními podmínkami neslo řadu mutací ASTN2.
Vyšetřovatelé také zmínili samostatnou velkou populační studii, která zjistila vazby mezi mutacemi ASTN2 a několika typy mozkových stavů.
Došli k závěru, že jejich zjištění podporují myšlenku, že narušení procesu, který zajišťuje vhodnou kombinaci a přeměnu povrchových proteinů v mozkových buňkách, může být faktorem v několika neurodevelopmentálních podmínkách.
Rovněž říkají, že je třeba lépe porozumět roli mozečku v těchto podmínkách.
"Lidé si teprve začínají uvědomovat, že mozeček není jen na ovládání pohybu a motorického učení." Má mnohem složitější role v poznávání a v jazyce. “
Prof. Mary E. Hatten
