Ar putea traficul slab de proteine să fie un factor în autism?
O proteină ale cărei mutații se găsesc la persoanele cu autism și alte afecțiuni ale neurodezvoltării ajută la menținerea corectă a conexiunilor dintre neuroni din creier.
Cercetările publicate recent - conduse de Universitatea Rockefeller din New York City, NY - arată că proteina astrotactină 2 (ASTN2) poate trafica receptorii departe de suprafețele neuronilor și îi poate împiedica să se acumuleze acolo.
Conexiunile dintre neuroni sunt esențiale pentru funcționarea creierului.
Acestea funcționează deoarece receptorii, care stau pe suprafețele celulelor, sunt întotdeauna gata să se asocieze cu neurotransmițători care vin din alte celule.
Procesul este dinamic și are nevoie de un ciclu continuu de receptori „pe și în afara” membranei celulare pentru a asigura un răspuns rapid la semnale. Proteinele din trafic contribuie la menținerea receptorilor în mișcare.
Studiul recent, care apare acum în Lucrările Academiei Naționale de Științe, a sugerat, de asemenea, un mecanism prin care tulburările din spectrul autist (ASD), cum ar fi starea neurodezvoltării autismului, ar putea apărea din defecte în ASTN2.
Cauzele exacte ale afecțiunilor neurodezvoltării sunt în mare parte necunoscute, deși multe semne pot fi urmărite până la dezvoltarea timpurie a creierului. Oamenii de știință cred că originile sunt complexe și implică factori genetici, biologici și de mediu.
Potrivit Centrelor pentru Controlul și Prevenirea Bolilor (CDC), aproximativ 1 din 68 de copii din Statele Unite au fost „identificați cu TSA”, băieții de peste patru ori mai probabil fiind identificați cu acesta decât fetele.
Traficul de proteine
În lucrările anterioare, autorul principal al studiului Mary E. Hatten, profesor de neuroștiințe și comportament la Universitatea Rockefeller, a constatat deja că ASTN2 are un rol de trafic în timpul dezvoltării timpurii atunci când celulele migrează.
Cu toate acestea, prezența acestei proteine în creierul adulților a condus autorul principal al studiului Hourinaz Behesti, când s-a alăturat laboratorului prof. Hatten, să susțină că ASTN2 ar putea avea și un alt rol.
Nivelurile de ASTN2 par a fi deosebit de ridicate într-o regiune a creierului numită cerebel. În mod tradițional, această regiune a creierului se credea că se referă la controlul mișcării, dar, relatează autorii, „dovezile recente au sugerat” că ar putea fi implicată și în „funcții nemotorii, inclusiv limbaj, memorie vizuo-spațială, atenție și emoții”.
Folosind un microscop electronic, investigatorii au identificat apoi situri de expresie ASTN2 în cerebelul șoarecilor.
Au descoperit că proteina se găsea în principal în structuri numite „vezicule endocitice și autofagocitare”, care transportă proteinele în interiorul neuronilor.
Sinapse mai slabe
Oamenii de știință au identificat, de asemenea, unele molecule care se leagă de ASTN2. Acești „parteneri de legare” includ proteine despre care se știe că sunt traficate în neuroni și alte proteine care ajută la construirea sinapselor.
Sinapsele sunt structurile celulare care permit neuronilor să treacă semnale electrice și chimice între ele. Echipa găsise mai devreme, de asemenea, ASTN2 exprimat în sinapsele „spini dendritici”.
Creșterea ASTN2 în neuronii de șoarece a determinat o reducere a moleculelor care se leagă de ASTN2. Acest lucru este în concordanță cu ideea că ASTN2 își făcea treaba, traficându-i departe de suprafața celulei pentru a fi defalcat și reciclat.
Testele ulterioare au arătat că celulele cu niveluri mai ridicate de ASTN2 au făcut sinapse mai robuste. Acest lucru sugerează că ASTN2 insuficient - așa cum s-ar putea întâmpla dacă gena care îl codifică este mutat - ar duce la sinapse mai slabe.
Trebuie să înțelegeți mai bine rolul cerebelului
Studiul citează lucrările efectuate la Universitatea Johns Hopkins, în care mai mulți membri ai unei familii cu ASD, întârziere a limbajului și alte afecțiuni ale neurodezvoltării au purtat o serie de mutații ASTN2.
Anchetatorii menționează, de asemenea, un studiu separat, cu o populație mare, care a găsit legături între mutațiile ASTN2 și mai multe tipuri de afecțiuni ale creierului.
Ei concluzionează că descoperirile lor susțin ideea că întreruperea procesului care asigură amestecul adecvat și rotația proteinelor de suprafață în celulele creierului ar putea fi un factor în mai multe condiții de neurodezvoltare.
Ei spun, de asemenea, că este nevoie să înțelegem mai bine rolul cerebelului în aceste condiții.
„Oamenii abia încep să-și dea seama că cerebelul nu este doar acolo pentru a controla mișcarea și învățarea motorie. Are roluri mult mai complexe în cunoaștere și limbaj. ”
Prof. Mary E. Hatten
