Il nuovo modello della sindrome di Williams può fare luce sulla neurobiologia del cervello sociale umano

In uno studio che misura la genetica molecolare, le cellule staminali e le scienze sia del cervello che del comportamento, ricercatori all'università di California San Diego, con i colleghi all'istituto di Salk per gli studi biologici ed altrove, hanno creato un modello neurodevelopmental di una malattia genetica rara che può fornire le nuove comprensioni nella neurobiologia di fondo del cervello sociale umano.

I risultati sono pubblicati nell'edizione online del 10 agosto della natura.

Gli scienziati hanno studiato la sindrome di Williams o la WS, uno stato genetico raro causato tramite un'eliminazione di una copia di 25 geni attigui sul cromosoma 7, dall'30.000 geni stimati nel cervello. La WS pregiudica uno in 10,000 persone universalmente e 20.000 Americani stimati. La circostanza si presenta ugualmente in entrambi i generi ed attraverso le culture.

I risultati della WS in una miriade di problemi di salute come pure un cuore specifico disertano. Le persone con l'eliminazione video tipicamente una fronte di taglio distintiva con un piccolo, radiatore anteriore rovesciato, un'ampia bocca, gli orli pieni e un piccolo mento e possono anche avere problemi dentari ed ortopedici. Neurologico, hanno le more inerenti allo sviluppo, con i deficit spaziali severi, eppure resistenze relative nell'uso di linguaggio e nel trattamento della fronte di taglio.

“Un aspetto interessante è la predisposizione tipica del iper-sociale,„ ha detto il co-author Ursula Bellugi, EdD, Direttore del laboratorio conoscitivo della neuroscienza a Salk e un professore di studio dell'aggiunta a Uc San Diego che ha studiato la WS per anni. “Le persone con l'eliminazione della WS tendono ad essere eccessivamente amichevoli, eccessivamente fidandosi, ritirate agli sconosciuti, eppure ansiose.„

Ma Bellugi ha detto che non è stato chiaro come la genetica si collega agli aspetti comportamentistici della WS. “Un modello umano per la malattia ha potuto colmare dentro le lacune scientifiche e contribuirebbe a capire i meccanismi dietro il disordine. La WS è un modello elegante per potere attraversare i livelli,„ ha detto.

lo studio Co-senior Alysson Muotri autore, il PhD, il professore associato della pediatria e la medicina cellulare e molecolare alla scuola di medicina di Uc San Diego, sono stato intriganti dalla WS perché la circostanza è così differente dal suo fuoco usuale della ricerca su autismo, che è caratterizzato dalle abilità più basse di linguaggio e di socievolezza.

“Sono stato affascinato come un difetto genetico, un'eliminazione minuscola in uno dei nostri cromosomi, potrebbe renderci più amichevoli, più comprensivo e più capace di abbracciare le nostre differenze,„ su Muotri ho detto.

Negli ultimi anni, Muotri ed i colleghi hanno creato i modelli cellulari in vitro di autismo facendo uso delle cellule staminali pluripotent incitate riprogrammate (iPSC) derivate dai denti da latte eliminati dei bambini con autismo, lavoro hanno definito “il progetto del fatato di dente.„ Hanno agito in tal modo ancora qui.

Il gruppo ha cominciato con le celle della polpa dentale estratte dai denti donati dai bambini piccoli con la WS. Le celle sono state riprogrammate per diventare celle neurali del progenitore capaci di formare le reti di un neurone funzionali che somigliano alla corteccia di sviluppo del cervello umano in un piatto.

“Abbiamo scoperto che le celle neurali del progenitore della WS non sono riuscito a proliferare dovuto gli alti livelli della morte delle cellule,„ abbiamo detto Muotri. “Ed in conseguenza della replica più bassa delle celle del progenitore, cervelli della WS hanno diminuito l'area della corteccia.„ L'osservazione è stata convalidata facendo uso di imaging a risonanza magnetica dei partecipanti in tensione di studio da Eric Halgren, il PhD, professore nel dipartimento delle neuroscienze alla scuola di medicina di Uc San Diego ed ai colleghi.

I neuroni coltivati della WS hanno una morfologia distinta. Sono arborized (treelike, con molti rami dentritici) che i neuroni derivati dalle persone tipicamente di sviluppo. “Al livello funzionale, fanno più sinapsi o connessioni ad altri neuroni che che cosa prevedereste,„ hanno detto Muotri. “Che potrebbe essere alla base dell'aspetto del super-sociale della WS e del loro cervello umano gregario, dando le comprensioni nell'autismo ed in altri disordini che pregiudicano il cervello sociale.„

La morfologia di un neurone è stata confermata facendo uso di una collezione rara di tessuto cerebrale post mortem della WS da Katerina Semendeferi, PhD, autore co-senior e professore al dipartimento di Uc San Diego dell'antropologia. “Un'osservazione notevole era che questi neuroni corticali nelle persone della WS sono più complessi dei comandi (bambini tipicamente di sviluppo della stessa età). Le alterazioni morfologiche che presumibilmente sono comparso durante la gestazione della WS sono tenute dopo la nascita.„

Muotri ha notato che la ricerca rappresenta uno dei primi sforzi per usare i iPSCs e la tecnologia del in-un-piatto del cervello per generare le comprensioni novelle circa un trattamento di malattia e per ripiegare non semplicemente i dati da altri modelli.

Ma oltre quello, crede che studiando la WS possa contribuire a spiegare che cosa rende ad esseri umani gli esseri sociali - uno sviluppo chiave nell'evoluzione di umanità. “Era la nostra potenza sociale che ha reso noi le specie di collaborazione,„ ha detto Muotri, “capace di trasformazione drammatica del nostro ambiente creando la poesia, la musica e la tecnologia.„

Source:

University of California San Diego Health Sciences