Forskare vid Picower Institutet för inlärning och minne vid MIT har för första gången vände symtom på psykisk utvecklingsstörning och autism hos möss.
Arbetet kommer att redovisas i online tidig utgåva av Proceedings of National Academy of Sciences i veckan i juni 25-29.
Mössen var genetiskt manipulerade för att modellera Fragil X-syndromet (FXS), den ledande ärvt orsaken till psykisk utvecklingsstörning och den vanligaste genetiska orsaken till autism. Villkoret, knutet till en muterad X-kromosom gen som kallas sköra X psykisk utvecklingsstörning 1 (FMR1) genen orsakar milda inlärningssvårigheter till svår autism.
Enligt Centers for Disease Control påverkar FXS en av 4000 män och en i 6000 kvinnor av alla raser och etniska grupper. Förekomsten av autism varierar från en på 500 till en på 166 barn. Det finns ingen effektiv behandling för FXS och andra typer av autism.
"Vår studie visar att hämma ett visst enzym i hjärnan skulle kunna vara en effektiv behandling för att motverka den försvagande symptom på FXS hos barn, och eventuellt i autistiska barn också", säger medförfattaren Mansuo L. Hayashi, en före detta Picower Institute postdoktoral andra närvarande vid Merck Research Laboratories i Boston.
Studien identifierar ett viktigt enzym, en kemisk reaktion som inducerar protein-som ett möjligt mål för ett FXS drog. Det enzym, som kallas p21-aktiverat kinas, eller PAK, påverkar antalet, storleken och formen av förbindelser mellan nervceller i hjärnan.
Att stoppa Paks enzymaktivitet omvända strukturell abnormitet av neuronala kontakter finns i FXS möss, sade medförfattare Susumu Tonegawa, 1987 nobelpristagaren och Picower professor i biologi och neurovetenskap. "Påfallande, PAK hämning också återställas elektrisk kommunikation mellan nervceller i hjärnan hos de FXS möss, korrigera sina anatomiska defekter i processen", sade han.
Det finns kända kemiska föreningar som hämmar den enzymatiska aktiviteten hos PAK. Dessa föreningar eller versioner av dem kan vara till nytta i den framtida utvecklingen av läkemedel för behandling av FXS, sade han.
"Detta är intressant fynd, eftersom uttrycket av genen som hämmar PAK förekommer i den tredje veckan efter förlossningen, vilket innebär att den neuronala avvikelser i den känsliga x mus återförs efter att de verkar", säger Eric Klann, professor vid New York University Centrum för Neural Science. "Detta är mycket spännande eftersom det antyder att PAK-hämmare kan användas i terapeutiskt syfte för att vända redan etablerade psykiska funktionshinder i Fragil X-barn."
Återställa neuronala kopplingar
Tonegawa, Hayashi, MIT doktorand Birgitta M. Dolan vid Institutionen för biologi och kollegor studera de molekyler som styr bildandet av neuronala kopplingar i hjärnan. De undersöka hur avvikelser i dessa molekyler kan påverka ett djurs beteende.