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I organoids del cervello forniscono un modello apprezzato ad autismo di studio

Le variazioni nella regione 16p11.2 del genoma sono associate con disordine di spettro di autismo. Mentre la gente con le eliminazioni genetiche in questa regione ha più grandi teste (macrocefalia) e la gente con le duplicazioni genetiche ha le più piccole teste (microcefalia), entrambi i tipi lo sviluppo della variazione del cervello di influenza e funzione.

Per studiare gli effetti di queste variazioni e per cercare i modi minimizzare il loro impatto, i ricercatori della scuola di medicina di San Diego dell'università di California stanno usando i organoids del cervello - minuscoli, i modelli cellulari 3D generati nel laboratorio dalla gente con le variazioni 16p11.2.

I organoids, descritti in un 25 agosto 2021 di pubblicazione di carta in psichiatria molecolare, hanno imitato le differenze nella dimensione del cervello veduta nella gente. Egualmente hanno rivelato le nuove informazioni sui meccanismi molecolari che funzionano male quando la regione 16p11.2 del genoma è interrotta, offrente le nuove occasioni dell'intervento terapeutico potenziale.

Le variazioni nella regione 16p11.2 del genoma sono associate con disordine ed i cambiamenti di spettro di autismo nella dimensione capa. I organoids del cervello sviluppati nel laboratorio con un'eliminazione 16p11.2 dimostrano la macrocefalia (più grande, sinistro), mentre la duplicazione 16p11.2 dimostra la microcefalia (più di piccola dimensione, destra).

Poiché i nostri organoids ricapitolano la dimensione capa dei pazienti, quello ci dice che questo può essere un modello utile. Ed abbiamo bisogno di migliori modelli di studiare il disordine di spettro di autismo, particolarmente durante lo sviluppo fetale.„

Lilia Iakoucheva, PhD, autore senior, professore associato di psichiatria, scuola di medicina di Uc San Diego

Iakoucheva piombo lo studio con Alysson Muotri, PhD, professore della pediatria e della medicina cellulare e molecolare alla scuola di medicina di Uc San Diego.

I organoids del cervello sono stati creati facendo uso delle cellule staminali pluripotent incitate derivate dalla gente che ha 16p11.2 variazioni genomiche - tre genti con le eliminazioni, tre con le duplicazioni e tre comandi di non variante. I ricercatori hanno ottenuto un campione dell'interfaccia da ogni persona, hanno dato alle cellule epiteliali un cocktail molecolare che li ha convertiti in cellule staminali, quindi hanno curato le cellule staminali in un modo che le ha persuase nelle cellule cerebrali diventanti, conservante lo sfondo genetico unico di ogni paziente.

I organoids hanno rivelato quel RhoA - una proteina che fa una grande parte in molte funzioni cellulari di base, quali lo sviluppo ed il movimento - è più attivo sia organoids in 16p11.2-deleted che in 16p11.2-duplicated che è nei organoids senza queste variazioni. l'Sovra-attivo RhoA piombo ad un rallentamento nella migrazione di un neurone, il trattamento tramite cui le cellule cerebrali ottengono a dove devono essere per lo sviluppo fetale e la funzione normali nell'età adulta.

Quando il gruppo ha inibito RhoA nei organoids del tipo di autismo, la migrazione di un neurone è stata riparata ai livelli veduti nei organoids di controllo.

“Il nostro lavoro apre la possibilità per manipolare dal punto di vista terapeutico la via di RhoA,„ ha detto Muotri, che è egualmente Direttore del programma della cellula staminale di Uc San Diego e un membro del consorzio di Sanford per medicina a ricupero. “La stessa via può anche essere danneggiata in altre persone con disordine di spettro di autismo che hanno la macrocefalia o microcefalia. Tenendo conto di questo, possiamo potenzialmente aiutare milioni di pazienti.„

Organoids non è le riproduzioni perfette del cervello. Mancano delle connessioni ad altri sistemi dell'organo, quali i vasi sanguigni ed in modo da non incapsulano la biologia umana completa. Inoltre, la terapeutica provata sui organoids del cervello si aggiunge direttamente. Non devono ottenere attraverso la barriera ematomeningea, vasi sanguigni specializzati che tengono il cervello in gran parte esente dai microbi e dalle tossine.

Il gruppo pianificazione più ulteriormente provare gli inibitori di RhoA in modello del mouse con le variazioni 16p11.2 o sovra-attivo RhoA a loro capacità di invertire i difetti connessi con disordine di spettro di autismo.