Sukces polskich badaczy. Opracowali terapię, która złagodzi jeden z kluczowych objawów autyzmu

Naukowcy z Instytutu Biologii Doświadczalnej im M. Nenckiego Polskiej Akademii Nauk opracowali terapię celowaną, dzięki której być może uda się łagodzić jeden z kluczowych objawów autyzmu, czyli zaburzenia poznawcze i związane z nimi problemy z uczeniem się. Zdaniem ekspertów może być ona prawdziwym przełomem w możliwościach leczenia zaburzenia, które - jak wynika ze statystyk - dotyka w Europie nawet 1 na 100 dzieci. Wyniki badania opublikowano w amerykańskim czasopiśmie naukowym „Molecular Psychiatry”.

Autyzm nie jest chorobą, lecz zaburzeniem neurorozwojowym. Mózg osoby autystycznej pracuje w niestandardowy sposób, a objawy autyzmu mogą być różne u różnych osób, zasadniczo jednak obejmują problemy w komunikacji i relacjach z ludźmi, wycofanie społeczne, trudności w przystosowaniu się do zmieniającej się rzeczywistości, zaburzoną integrację sensoryczną.

Jak tłumaczy w informacji opublikowanej na stronie internetowej instytutu dr Alicja Puścian, pierwsza autorka artykułu opublikowanego w "Molecular Psychiatry": „Mamy pacjentów, którzy wykazują i zaburzenia poznawcze i społeczne, takich z samymi zaburzeniami społecznymi, a także osoby wyłącznie z zaburzeniami poznawczymi. To wszystko są pacjenci z objawami autyzmu. Każdy człowiek jest inny".

Zdecydowane uderzenie w mechanizm molekularny

Najpowszechniej występującą i najlepiej udokumentowana jednogenową przyczyną autyzmu jest zespół łamliwego chromosomu X, którego przyczyną są m.in. mutacje w genie FMR1.

Jak wyjaśnia prof. Ewelina Knapska, główna autorka artykułu w „Molecular Psychiatry” w informacji opublikowanej na stronie instytutu: „Na skutek uszkodzenia tego genu mamy do czynienia z deficytem jego produktu - białka FMRP, które pełni rolę regulatora produkcji wielu innych białek koniecznych do prawidłowego działania synaps, czyli połączeń pomiędzy komórkami nerwowymi. Powoduje to cały zestaw objawów, których nasilenie jest różne u poszczególnych pacjentów”.

„Nie każdy człowiek z autyzmem ma mutacje w genie FMR1, ale z drugiej strony, aż 60 proc. osób, które je posiadają, cierpi na autyzm”- tłumaczy dr Puścian.

Badacze z Instytutu Nenckiego udowodnili, że jeden objaw autyzmu, który towarzyszy zespołowi łamliwego chromosomu X,  można leczyć za pomocą terapii celowanej, "uderzając" bezpośrednio w jej mechanizm molekularny. Ten objaw to zaburzenia poznawcze i problemy z uczeniem się.  

Badacze z Instytutu Nenckiego wykorzystali w eksperymencie mysi model autyzmu, czyli zmodyfikowane genetycznie myszy, u których wyciszono gen FMR1, dzięki czemu wykazywały one objawy ze spektrum autyzmu, zarówno poznawcze, jak i społeczne. Organizmy myszy nie produkowały białka FMRP, a w efekcie w ich mózgach było za dużo innego białka, MMP-9, kluczowego dla prawidłowej pracy synaps. Proces uczenia się nie przebiegał więc u nich prawidłowo.

Jak piszą badacze z Instytutu Nenckiego, białko to już od pewnego czasu znajduje się na celowniku naukowców zajmujących się zespołem łamliwego chromosomu X. Podejmowane próby zmniejszenia jego aktywności obejmowały m.in. stosowanie antybiotyku minocykliny, jednak jego długotrwałe podawanie niesie za sobą istotne skutki uboczne, poza tym antybiotyk ten działa również na inne mechanizmy molekularne w organizmie. Konieczne więc było znalezienie innego sposobu leczenia.

Terapia pomogła myszom, co potwierdza specyficzność leczenia

Jak wyjaśnia prof. Knapska, żeby ludzie lub zwierzęta - bo te mechanizmy są w obu przypadkach identyczne - mogli prawidłowo uczyć się w odpowiedzi na nagrody, niezbędna jest równowaga między MMP-9, a jego inhibitorem, czyli enzymem hamującym jego działanie, TIMP-1.

Badacze z Instytutu Nenckiego postanowili więc „dołożyć” białko TIMP-1. „Celowaliśmy również w taką strukturę mózgu, o której wiedzieliśmy ze wcześniejszych badań, iż odgrywa kluczową rolę w procesie uczenia się. Chodzi o jądro środkowe ciała migdałowatego” – dodaje prof. Knapska.

Po podaniu nanocząstek z białkiem TIMP-1 do określonej struktury w mózgu - konkretnego obwodu neuronalnego w ciele migdałowatym - okazało się, że myszy autystyczne, które wcześniej słabo przyswajały sobie wiedzę na temat zdobywania słodkiej wody, teraz radziły sobie z tym zadaniem tam samo dobrze, co myszy bez zaburzeń. „Opracowaliśmy terapię o wysokiej specyficzności, potrójnie celowaną: w konkretny objaw, obwód neuronalny oraz mechanizm molekularny.” – wyjaśnia dr Puścian.

Po podaniu białka TIMP-1 myszy z objawami ze spektrum autyzmu zyskały zdolność uczenia się, jednak nie stały się bardziej towarzyskie. To, zdaniem badaczy, potwierdza wysoką specyficzność zastosowanego leczenia.

Jak podkreślają ekspertki, w przyszłości to odkrycie może posłużyć do badań klinicznych nad leczeniem autyzmu. „Wykorzystane w naszych eksperymentach nanocząsteczki mają zdolność przekraczania bariery krew-mózg, można byłoby więc podać je dożylnie, a i tak trafiałyby do ośrodkowego układu nerwowego. Warto zaznaczyć, że nanocząsteczki już w tej chwili wykorzystywane są w leczeniu np. nowotworów. Przed taką formą podawania substancji leczniczych stoi świetlana przyszłość.” – twierdzi prof. Knapska.

Jak czytamy na stronie Instytutu Nenckiego, naukowcy chcą przyjrzeć się bliżej kwestii relacji społecznych autystycznych myszy z zespołem łamliwego chromosomu X i zastanawiają się, co zrobić, by stały się one bardziej towarzyskie. Jednym z pomysłów jest manipulowanie enzymami MMP-9 i TIMP-1 w innych strukturach mózgu.

Katarzyna Hubicz