Eén eiwit beïnvloedt intellectuele en gedragsontwikkeling

Een enkel eiwit bleek een sleutelrol te spelen in de ontwikkeling van intellect en gedrag tijdens de kindertijd, zo meldden onderzoekers van de Florida-campus van The Scripps Research Institute in het tijdschrift Cell.
Verwacht wordt dat mutaties in het gen dat codeert voor SynGAP1, een eiwit, wereldwijd ongeveer een miljoen mensen handicaps veroorzaken. De auteurs legden uit dat bekend is dat deze enkele genmutatie een verstandelijke beperking veroorzaakt en het risico op het ontwikkelen van een ASS (autismespectrumstoornis) verhoogt.
De genmutatie verstoort ernstig hoe de zich ontwikkelende hersencircuits zich organiseren tijdens de eerste jaren van het leven van een mens. De onderzoekers zeiden dat hun studie helpt verklaren hoe genetische mutaties verantwoordelijk kunnen zijn voor diepgaande gedrags- en cognitieve problemen.
Genetische mutaties die een verstandelijke beperking en autismespectrumstoornissen veroorzaken, hebben meestal invloed op synapsen. Synapsen zijn kruispunten waar twee zenuwcellen met elkaar communiceren in het geavanceerde elektrochemische signaleringssysteem van de hersenen.
De wetenschappers zeggen dat Van een aanzienlijk aantal kinderen met ernstige gedrags- en intellectuele beperkingen wordt aangenomen dat ze enkele mutaties in belangrijke neurologische ontwikkelingsgenen dragen. Niemand wist voor deze studie precies hoe pathogene genetische mutaties en synapsfuncties in verband werden gebracht met een verminderde intellectuele ontwikkeling.
Teamleider, prof. Gavin Rumbaugh, zei:

"In deze studie hebben we iets gedaan wat niemand anders eerder had gedaan. Met behulp van een diermodel hebben we gekeken naar een mutatie waarvan bekend is dat deze een verstandelijke beperking veroorzaakt en hebben we voor de eerste keer een causatief verband aangetoond tussen abnormale synaps rijping tijdens de ontwikkeling van de hersenen en een leven lang cognitieve verstoringen die vaak voorkomen bij volwassenen met een neurologische aandoening.
Er zijn een paar genen die niet kunnen worden veranderd zonder de normale cognitieve vaardigheden te beïnvloeden. SynGAP1 is een van de belangrijkste genen in de cognitie - tot nu toe is elke keer dat er een mutatie is gevonden die de functie van SynGAP1 verstoort, het brein van die persoon gewoon niet goed ontwikkeld. Het reguleert de ontwikkeling van de synaptische functie als geen ander gen dat ik heb gezien. "

In dierproeven ontdekten de wetenschappers dat wanneer één exemplaar van SynGAP1 ontbrak, bepaalde synapsen te vroeg kort na de geboorte te vroeg ontwikkelen. Dit maakt de cellen veel vaker "vuren" - wetenschappelijk zeiden ze dat "dit de opwinding dramatisch verhoogt". De hersencellen vuurden vaker dan normaal in de zich ontwikkelende hippocampus, een regio in de hersenen die van groot belang is voor het geheugen.
Tijdens de vroege ontwikkelingsperiode van een kind is de balans tussen remming en prikkelbaarheid cruciaal - dit is het moment waarop neurale verbindingen ontstaan ??die uiteindelijk aanleiding geven tot normale gedrags- en cognitieve functies.

Rumbaugh zei:

"Je zou kunnen denken dat deze versnelde ontwikkeling van hersencircuits je slimmer zou maken, maar de verhoogde prikkelbaarheid desondanks de ontwikkeling van de hersenen desoriënteert." Wij denken dat de vroege rijping van deze exciterende synapsen de timing van latere ontwikkelingsmijlpalen verstoort.Het regent chaos op dit complexe proces, het voorkomen van normale intellectuele en gedragsontwikkeling. "

Mutaties moeten op het juiste moment worden hersteld

Als deze mutaties worden geïnduceerd nadat de kritieke ontwikkelingsperiode is voltooid, is de impact op de normale synapsfunctie verwaarloosbaar, vonden de auteurs. Als deze pathogene mutaties worden gerepareerd tijdens de volwassenheid, verbeteren gedrag en cognitie niet.
Rumbaugh zei: "Een belangrijke bevinding was dat we de mutatie konden verwijderen en SynGAP-eiwitniveaus konden herstellen bij volwassen muizen met duidelijke cognitieve en gedragsproblemen, maar deze interventie was niet bevorderlijk voor de dieren."

Voor effectieve interventies moeten ze vroeg worden gedaan

Hun bevindingen suggereren dat vroege interventie cruciaal is in neurologische ontwikkelingsstoornissen, vooral waar het cognitieve problemen betreft.
Rumbaugh en zijn team proberen uit te vinden wanneer precies mutatieherstel moet worden uitgevoerd, voor maximaal voordeel.
De auteurs zijn van mening dat als deze kritieke momenten voor behandeling kunnen worden geïdentificeerd, samen met het snel naderende vermogen om deze pathogene mutaties te identificeren terwijl de baby nog in de baarmoeder is, we mogelijk een pad hebben om dit soort intellectuele achterstanden uit te roeien, en het risico op autisme aanzienlijk verminderen.
Rumbaugh zei: "Wij geloven dat een remedie mogelijk is. Het is waarschijnlijk dat er vele andere afzonderlijke mutaties zijn die verschillende vormen van deze spectrumstoornissen veroorzaken.Ook onze strategie zou ook op deze aandoeningen kunnen worden toegepast."
Onderzoekers van de Yale School of Medicine meldden in de Journal of Autism and Developmental Disorders die vroege interventie helpt kinderen met een ASS. Vroegtijdige interventie resulteert in betere hersenfuncties, communicatievaardigheden en gedrag.
Geschreven door Christian Nordqvist