Eine Kanadische Zusammenarbeit unter der Leitung von Dr. Baptiste Lacoste hat sich verpflichtet, die erste eingehende Untersuchung der Gefässe im autistischen Gehirn. Das Produkt aus vier Jahren Arbeit, ein Papier veröffentlicht heute in Nature Neuroscience legt mehrere Linien der Roman Beweise dafür, dass stark belasten Mängel in endothelialen Zellen, die Auskleidung der Blutgefäße—bei Kindern mit Autismus.
Dr. Lacoste, Wissenschaftler am Ottawa-Krankenhaus und einen Assistenzprofessor in der Universität von Ottawa Fakultät für Medizin und der Gehirn und Geist Research institute, leitet ein Labor, das ist spezialisiert auf die neurovaskuläre Interaktion in Gesundheit und Krankheit. In Zusammenarbeit mit Forschern an der McGill University, Laval University und dem National Research Council of Canada, Dr. Lacoste-team verwendet ein Mausmodell mit einer der häufigsten genetischen Mutationen bei Kindern mit Autismus-Spektrum-Störung—16p11.2 die Löschung oder „16p“ für kurze.
Das team, in dem Dr. Lacoste graduate student Julie Ouellette und die wissenschaftliche Mitarbeiterin Dr. Xavier Toussay spielte Prominente Rollen, auch Zellen aus dem Gewebe des menschlichen autistische Erwachsene, die tragen den 16p-mutation.
Nerven und Blutgefäße nicht mehr synchron
„Wenn Sie sich vorstellen, Sie haben ein Luxus-Auto—ein Ferrari—und es ist schön, sitzen in der garage. Aber wenn Sie nicht setzen das gas in den tank, das Auto wird nicht fahren“, sagt Dr. Lacoste. „Es ist genau das gleiche mit dem Gehirn. Es ist das komplexeste organ, aber wenn Sie nicht über die Durchblutung, das Gehirn funktioniert einfach nicht richtig.“
Normalerweise, wenn Gehirnzellen aufleuchten, rauscht das Blut zu den aktiven Hirnregion, einem Phänomen namens ’neurovaskuläre Kopplung‘. Aber wenn die Neuronen von Mäusen, die mit dem 16p Löschung angeregt werden, diese Studie ergab, dass die vaskulären Reaktionen in jenen Gehirn-Regionen wurden verzögert und schwächer.
Dieses trennen—oder ’neurovaskuläre Entkopplung“ wurde gezeigt, die Ihren Ursprung in den Blutgefäßen selbst: Arterien isoliert von diesen Mäusen und am Leben gehalten wird, in einem medium zeigte ebenfalls eine schwache und träge Reaktion auf Chemikalien, die eine Erweiterung der Blutgefäße. Das team weiter isoliert die Quelle des Defizits im Endothel, im Gegensatz zu den anderen Zelltypen, wie z.B. Muskelzellen umgeben, die Blutgefäße.
Schwierigkeiten in der Entwicklung
Dr. Lacoste die Arbeit zeigt weiterhin, dass die Probleme mit Blutgefäße beginnen sehr früh im Leben für diejenigen, die tragen die deletion 16p. In eine petri-Schale, die sowohl human-derived-und-Maus-Endothel-Zellen mit der mutation nicht in der Lage waren zu Keimen die Erweiterungen, die normalerweise eine Verbindung Blutgefäße zu einander, so dass sich das vaskuläre Netzwerk zu erweitern und zu wachsen. Endotheliale Zellen in die Gehirne von Neugeborenen autistische Mäuse hatten das gleiche problem.
Von der Adoleszenz, die Mäuse noch zeigte eine verminderte vaskuläre Dichte im Gehirn. Interessant ist, im Gegensatz zu den Problemen in der Kreislauf-system, fanden die Forscher heraus, dass die Neuronen im Gehirn der Jungen Mäuse zu sein schien, überraschend gut organisiert.
Als die Mäuse wuchsen, die andere Zellen in das Gehirn kompensiert Ihre dysfunktionalen Endothelzellen, so dass im Erwachsenenalter hatten Sie entwickelt ein umfassendes Netzwerk von Blutgefäßen. Jedoch, als die Forscher die vorherigen Experimente zeigten, diese Blutgefäße blieb dysfunktionalen in Erwachsenen Mäusen.
„Es ist ein bisschen wie wenn ein Installateur kommt, um Ihr Haus und macht einen schlechten job der Installation der Rohre“, so Dr. Lacoste. „Sie wird Schwierigkeiten haben, die richtigen Wasserdruck in der Spüle dann ab.“
Blutgefäße und autistischen Verhalten
Wenn ein Mensch oder eine Maus trägt ein 16p-mutation, genetische Unterschied repliziert wird in jede Zelle in Ihrem Körper. Dies macht es schwieriger zu festzunageln die Ursache der systemischen Entwicklungs-Unterschiede.
Um diese Schwierigkeit, Dr. Lacoste-team generierten Mäuse, die nur Ausdruck der mutation in Ihrer endothelialen Zellen, die so genannte „konditionale Mutanten“. Diese Mäuse zeigten ähnliche Defizite in der vaskulären Entwicklung als Ganzkörper-Mutanten.
Bemerkenswert ist, dass, obwohl alle anderen Zellen in Ihrem Gehirn und Körper wurde genetisch normal, diese bedingte Mutanten angezeigt, einige Verhaltens Anzeichen von Autismus: Hyperaktivität, stereotype Bewegungen und motorischen Beeinträchtigung.
Dies erklärt, dass die Probleme in den Blutgefäßen beigetragen zu neuronalen Dysfunktion, die wiederum die äußeren Anzeichen und Symptome von Autismus.
Weitere Möglichkeiten der Untersuchung