Bede Lægen

Hvordan en autismegenmutation ændrer hjernens udvikling

Forskere har belyst hvordan CHD8 genmutationer ændrer hjernens udvikling og svækker kognitiv funktion.

Ved at analysere hjerner hos mus har forskere opdaget, hvordan mutationer i et gen kaldet CHD8 kan ændre hjerneudvikling og kognitiv funktion for at forårsage autisme.

Forskere fra USA og Canada fandt, at CHD8-genmutationer ændrede genekspression hos mus, svækkede deres kognitive funktion og øget hjernevolumen.

Begge disse egenskaber er til stede hos mennesker med autisme, der har CHD8-genmutationer.

Desuden opdagede forskerne, at ændringer i genekspression som følge af CHD8 genmutationer opstår i tidlig hjerneudvikling, og de fortsætter i løbet af livet.

Studien - ledet af Alex Nord, fra University of California-Davis - blev for nylig offentliggjort i tidsskriftet Natur Neurovidenskab .

Ifølge Centers for Disease Control and Prevention (CDC) er omkring 1 ud af 68 børn i USA blevet diagnosticeret med autisme, idet tilstanden er omkring 4,5 gange mere almindelig blandt drenge end piger.

Mens de præcise årsager til autisme er uklare, har undersøgelser vist, at miljømæssige og genetiske faktorer spiller en rolle. Mutationer i CHD8 genet betragtes som en sådan faktor.

Studerer CHD8 genmutationer i mus

Placeret på kromosom 14, er CHD8 kendt for at kode et protein ansvarlig for DNA-emballering, som regulerer genekspression i celler under udvikling.

Normalt har mennesker to fungerende kopier af CHD8 genet. I nogle sjældne tilfælde af autisme er en kopi af dette gen imidlertid muteret, og dens funktion er derfor tabt.

Nord og kolleger brugte musemodeller til deres undersøgelse for at få en bedre forståelse af, hvordan CHD8 genmutationer påvirker hjernens udvikling.

Holdet bemærker, at omkring 85 procent af musegener er kodet på samme måde som menneskelige gener. Dette betyder, at ændringer i DNA fra mus vil simulere ændringer i humant DNA, hvilket gør gnavere en god model til undersøgelse af genetiske mutationer.

Desuden peger forskerne på, at mus viser adfærd, der ligner dem hos mennesker.

"Adfærdstest med mus giver os information om sociability, angst og kognition," forklarer Nord. Derfra kan vi undersøge ændringer på anatomisk og cellulært niveau for at finde links på tværs af dimensioner. Dette er afgørende for forståelsen af sygdomsbiologi som f.eks. autisme."

Hvordan CHD8 mutationer påvirker hjernen

Ved hjælp af CRISPR / Cas9 genredigering opdrættede forskerne mus, der kun havde en kopi af CHD8 genet, og de så på, hvordan dette påvirket deres hjerneudvikling.

I mus med to funktionelle CHD8-gener fandt forskerne, at CHD8-genekspression toppede tidligt i hjernens udvikling.

Men hos mus med kun en fungerende kopi af CHD8 steg celleproliferationen signifikant i tidlig hjerneudvikling, og gnaverne udviser en større hjernestørrelse, hvilket ofte er tilfældet hos mennesker med autisme.

Derudover fandt holdet, at mus med en CHD8 genmutation oplevede genekspression ændringer for resten af deres liv.

Det er vigtigt, at forskerne fandt, at sådanne forandringer forstyrrede synapses funktion, som er strukturer, der muliggør hjernecellekommunikation.

Disse hjerneændringer førte til kognitiv svækkelse hos gnavere, herunder dårlig læring og hukommelse.

Resultaterne tyder på, at CHD8 genmutationer ikke kun påvirker hjernens udvikling, men de fortsætter også med at påvirke hjernens funktion gennem voksenalderen.

Forskerne mener, at deres resultater giver indsigt i en af de bagvedliggende årsager til autisme, hvilket kunne bane vejen for meget nødvendige nye behandlinger for tilstanden.

"I årevis har målene med lægemiddelopdagelse og behandling været baseret på en ukendt sort boks af hvad der sker i hjernen," siger Nord.

Nu, ved hjælp af genetiske metoder til at studere virkningen af specifikke mutationer, der findes i tilfælde, forsøger vi at opbygge en sammenhængende model, der forbinder genetisk kontrol med hjernens udvikling med adfærd og hjernefunktion."
Alex Nord

Lær hvordan feber i graviditeten kan være forbundet med en højere risiko for autisme.