Antisense oligonukleotid, tedy krátká uměle připravená molekula RNA či DNA určená k potlačení konkrétního genu, zlepšil část změn pozorovaných u myších modelů neurovývojových poruch souvisejících s autismem. Výzkumníci se zaměřili na gen Slc6a20a, který kóduje transportér ovlivňující koncentraci aminokyseliny glycinu v mozku. Podle studie zveřejněné v časopise Nature Communications vedlo utlumení tohoto genu k obnově oslabené signalizace NMDA receptorů, tedy receptorů důležitých pro přenos vzruchů mezi nervovými buňkami.
Práce týmu vedeného Eunjoonem Kimem z Center for Synaptic Brain Dysfunctions při Institute for Basic Science v jihokorejském Tedžonu zkoumala myši s mutacemi genů Shank2 a Shank3. Tyto geny vytvářejí bílkoviny důležité pro organizaci spojů mezi neurony. Jejich poruchy jsou spojovány s některými formami poruch autistického spektra a v případě genu SHANK3 také se syndromem Phelanové-McDermidové. Autoři ovšem nezkoumali autismus jako celek: pracovali se třemi přesně vymezenými myšími modely, u nichž se vyskytuje snížená aktivita NMDA receptorů.
NMDA receptor se aktivuje působením glutamátu a ke své funkci potřebuje také takzvaný koagonista, jímž může být glycin. Transportér Slc6a20a glycin přenáší a jeho zvýšená aktivita může podle dřívějších pokusů snižovat množství glycinu dostupného v okolí synapsí. Vědci proto myším podali antisense oligonukleotid namířený proti Slc6a20a. Látku aplikovali do mozkových komor, aby se rozšířila do mozku, a po čtyřech týdnech hodnotili chování zvířat, elektrickou aktivitu neuronů i změny v bílkovinách.
U myší bez genu Shank2 zásah obnovil poměr aktivity NMDA a AMPA receptorů v pyramidových neuronech prefrontální kůry. Zvířata se také více zapojovala do sociální interakce v testu tří komor a v domácím testu přibližování k jinému jedinci. Částečně se zlepšila i ultrazvuková vokalizace při námluvách, kterou autoři využili jako ukazatel sociální komunikace. Ne všechny projevy se ale změnily: hyperaktivita v otevřeném prostoru ani snížené zahrabávání kuliček se po léčbě neupravily.
U myší s mutací Shank3 oligonukleotid rovněž upravil měřenou funkci NMDA receptorů. U homozygotních zvířat se snížilo nadměrné čištění srsti, které studie používá jako model opakovaného chování, a práce uvádí zlepšení sociálního přístupu a vokalizace. Výsledky u heterozygotních myší, jejichž genetické uspořádání může být bližší části lidských případů, byly střídmější. Čištění srsti se posunulo směrem k hodnotám zdravých zvířat, avšak přímé porovnání léčených a neléčených heterozygotních myší nebylo po statistické korekci průkazné.
Autoři dále analyzovali fosfoproteom, tedy soubor bílkovin nesoucích fosfátovou značku, která často mění jejich aktivitu. V prefrontální kůře myší našli po zásahu návrat části změn spojených se synapsemi a signalizací NMDA receptorů. Účinek přetrvával nejméně osm týdnů po jediné aplikaci: potlačení cílového genu zůstalo patrné a u myší Shank2 se nadále projevovalo zlepšení sociální interakce. Hmotnost zvířat se během tohoto sledování výrazně nezměnila. Takové pozorování však samo o sobě neprokazuje dlouhodobou bezpečnost postupu.
Výzkumníci testovali obdobný oligonukleotid i v kortikálních organoidech vytvořených z lidských embryonálních kmenových buněk, do nichž pomocí metody CRISPR zavedli mutace SHANK2 nebo SHANK3. Organoidy jsou trojrozměrné buněčné modely napodobující jen některé vlastnosti vyvíjející se mozkové tkáně, nejsou proto náhradou lidského mozku ani klinického testování. V neuronech těchto organoidů léčba obnovila amplitudu NMDA receptorových proudů na úroveň kontrolních buněk. Studie zahrnovala pouze samce myší ve věku tří až sedmi měsíců a používala invazivní podání do mozkových komor. Než by se podobný přístup mohl posuzovat u lidí, bude nutné vyřešit způsob podání, dávkování, bezpečnost i to, pro které geneticky podmíněné poruchy by mohl být relevantní.
Zdroj: ScienceDaily
Tento článek byl vytvořen s pomocí umělé inteligence a redakčně zkontrolován.