Para peneliti di Johns Hopkins memulihkan pertumbuhan normal sel-sel saraf tertentu dalam otak kecil model mouse sindrom Down (DS) yang terhambat oleh kondisi genetik. Cerebellum adalah bagian, bawah belakang otak yang mengontrol sinyal dari otot-otot untuk mengkoordinasikan keseimbangan dan belajar motor.
Temuan ini penting, peneliti mengatakan, karena sel-sel diselamatkan oleh pengobatan ini merupakan target potensial untuk terapi masa depan pada bayi manusia dengan DS. Dan itu menunjukkan bahwa sukses serupa untuk lainnya DS-terkait gangguan pertumbuhan otak, seperti terjadi di hippocampus, bisa mengarah pada pengobatan tambahan - mungkin sebelum lahir - yang memulihkan memori dan kemampuan untuk menyesuaikan diri dalam ruang.
DS adalah disebabkan oleh kromosom, ekstra 21 suatu kondisi yang disebut trisomi - salinan kromosom ketiga di samping dua salinan normal. Anak-anak dengan DS memiliki berbagai kelainan, seperti pertumbuhan melambat, fitur wajah abnormal dan keterbelakangan mental. Otak selalu kecil dan memiliki sejumlah neuron sangat berkurang.
Sebuah laporan pada pekerjaan Hopkins dengan tikus trisomi, yang dipimpin oleh Roger H. Reeves, Ph.D., profesor di Departemen Fisiologi dan McKusick-Nathans Institut Genetika Kedokteran di Hopkins, muncul dalam edisi 24 Januari dari Prosiding National Academy of Sciences (PNAS) .
Reeves dan timnya menggunakan hewan model DS disebut trisomi Ts65Dn mouse untuk menunjukkan bahwa pra-sel saraf yang disebut prekursor sel granula (GCP) gagal untuk tumbuh dengan benar dalam menanggapi rangsangan oleh protein memicu pertumbuhan alami. Protein ini, disebut Sonic hedgehog (Shh), biasanya mengaktifkan jalur yang disebut Hedgehog sinyal dalam sel-sel. Sinyal-sinyal ini menstimulasi mitosis (pembelahan sel) dan multiplikasi sel-sel di otak, tumbuh yang baru lahir, menurut para peneliti.
Para GCP berasal dekat permukaan otak kecil dan bermigrasi lebih dalam otak untuk membentuk lapisan granul internal (IGL), para peneliti mencatat. Oleh karena itu, tim mempelajari pertumbuhan otak pada tikus Ts65Dn trisomi pada tujuh titik waktu - mulai dari lahir - untuk menentukan kapan GCP kelainan pertama terjadi. IGL adalah serupa di kedua tikus normal dan Ts65Dn saat lahir, tetapi berkurang secara signifikan pada tikus trisomi enam hari setelah kelahiran.
Selanjutnya, para peneliti menemukan bahwa berkurangnya jumlah GCP dalam tikus dibandingkan dengan tikus normal bukan karena kematian sel, melainkan, ada 21 persen lebih sedikit pembelahan sel menjalani GCP pada tikus Ts65Dn. Hal ini menunjukkan bahwa merangsang sel-sel ini bisa mengembalikan jumlah normal GCP, menurut Reeves.
Tim Hopkins kemudian menunjukkan dalam tabung percobaan yang GCP dari otak tikus Ts65Dn memiliki respon secara signifikan lebih rendah untuk peningkatan konsentrasi bentuk ampuh Ssst disebut ShhNp. Artinya, meningkatkan konsentrasi tingkat ShhNp dipicu peningkatan mitosis. Meskipun respon mereka lebih rendah, sel trisomi memang menunjukkan respon dosis dengan konsentrasi ShhNp meningkat.