- Nowe badanie z udziałem myszy rzuca światło na potencjalne terapie autyzmu, szczególnie w odniesieniu do objawów u dorosłych.
- Odkryto, że lek znany jako rapamycyna tymczasowo odwraca niektóre przypominające autyzm zmiany w mózgach dorosłych zwierząt.
- Wyniki wskazują, że mózg może być bardziej elastyczny i zdolny do adaptacji, niż dotąd przypuszczano, co otwiera nowe możliwości leczenia.
Nowe nadzieje dla osób z autyzmem: czy mózg dorosłego może się adaptować?
Naukowcy z amerykańskiego University of California w Los Angeles (UCLA) dokonali zaskakującego odkrycia w badaniach nad autyzmem. Wykazali, że rapamycyna, lek powszechnie stosowany jako immunosupresant, w ciągu zaledwie kilku godzin tymczasowo odwraca zmiany przypominające autyzm w mózgach dorosłych myszy.
To przełomowe odkrycie sugeruje, że nawet utrwalone w dorosłym życiu objawy autyzmu mogą być odwracalne, co otwiera zupełnie nowe ścieżki w poszukiwaniu terapii. Badanie skupiło się na potomstwie myszy, których matki w czasie ciąży były narażone na stan zapalny. U tych młodych zwierząt rozwinęły się trwałe zmiany w mózgu i zachowaniu, które do złudzenia przypominały autyzm.
Pokazuje to, jak nawet łagodny stan zapalny u ciężarnej samicy może zaburzać rozwój mózgu, a jego konsekwencje utrzymują się aż do dorosłości. Zmiany te obejmowały między innymi:
- nieprawidłowy wzrost mózgu,
- powtarzalne zachowania,
- trudności w interakcjach społecznych,
- zaburzenia przetwarzania sensorycznego,
- drgawki,
- zwiększoną wrażliwość na codzienne bodźce.
Rapamycyna: lek z Wyspy Wielkanocnej z potencjałem dla neurologii
Nazwa rapamycyna pochodzi od tajemniczej Wyspy Wielkanocnej (Rapa Nui), gdzie po raz pierwszy wyizolowano ten naturalny antybiotyk z bakterii *Streptomyces hygroscopicus* występujących w glebie. Obecnie w medycynie znana jest również jako sirolimus. Co ciekawe, oprócz zastosowań immunosupresyjnych, rapamycyna jest również intensywnie badana pod kątem jej działania przeciwstarzeniowego.
Wszystko to za sprawą jej zdolności do blokowania szlaku sygnałowego mTOR, który odgrywa kluczową rolę we wzroście i podziałach komórek. W przypadku myszy z objawami autyzmu, pojedyncza dawka rapamycyny przyniosła zadziwiające rezultaty.
W ciągu około dwóch godzin lek skorygował kilka z tych zmian, w tym nadaktywność mózgu, ryzyko napadów padaczkowych, wrażliwość sensoryczną oraz zachowania powtarzalne.
Funkcjonalna zmiana zamiast strukturalnej naprawy
Wcześniejsze badania na myszach sugerowały, że rapamycyna łagodzi objawy autyzmu, hamując nadaktywny szlak mTOR. Jednak nie było jasne, czy te zmiany mogą być modyfikowane w dorosłości, ani czy korzyści wynikają z długotrwałej naprawy strukturalnej, czy raczej z szybszych zmian funkcjonalnych.
Aby to sprawdzić, naukowcy poddali ciężarne myszy na wczesnym etapie ciąży działaniu łagodnego czynnika zapalnego - w dawce zbyt niskiej, by matki miały poważne objawy. U ich potomstwa rozwinęły się przewlekłe stany zapalne mózgu i całego ciała, łagodny przerost mózgu, nadaktywna sygnalizacja komórkowa w szlaku mTOR, zdezorganizowana łączność sieci czynnościowych mózgu oraz charakterystyczne zachowania związane z autyzmem.
Kiedy podano dorosłemu potomstwu pojedynczą dawkę rapamycyny, odnotowano szybką poprawę w niemal każdym aspekcie:
- neurony, które wcześniej nieprawidłowo się aktywowały, uspokoiły się,
- zmniejszyła się podatność na napady padaczkowe,
- obszary mózgu z nieprawidłową komunikacją zreorganizowały się w bardziej typowe wzorce,
- złagodzeniu uległy powtarzalne zachowania i nadreaktywność sensoryczna.
Te zmiany nastąpiły w ciągu zaledwie około dwóch godzin.
Jest to zbyt krótki czas, aby można je było wytłumaczyć fizycznym przeprogramowaniem synaps mózgowych. "Stopień normalizacji funkcjonalnej osiągnięty w tak krótkim czasie sugeruje nowe mechanizmy działania potencjalnych metod leczenia" - powiedział dr Harley Kornblum z UCLA. - "Sugeruje to, że mózg dorosłego człowieka może być bardziej adaptacyjny, niż zakładaliśmy, nawet jeśli podstawowe zmiany strukturalne z wczesnego rozwoju nadal występują.
To wskazuje na obwody funkcjonalne mózgu, a nie tylko jego strukturę fizyczną jako cel przyszłych metod leczenia". Aby zrozumieć ten szybki mechanizm, naukowcy zbadali aktywność genów w komórkach mózgowych przed i po podaniu leku. Okazało się, że rapamycyna odwracała nieprawidłową ekspresję genów związanych z autyzmem, padaczką i funkcją kanałów jonowych, szczególnie w neuronach pobudzających.
To sugeruje, że lek działa poprzez szybkie przywrócenie równowagi pobudliwości komórek mózgowych, a nie poprzez naprawę fizycznych różnic strukturalnych w mózgu. "Te wyniki zmieniają sposób leczenia objawów związanych z autyzmem.
Jeśli mózg dorosłego zachowa zdolność do normalizacji funkcjonalnej, niektóre cechy autyzmu mogą zostać skutecznie leczone bez konieczności korygowania leżących u ich podłoża różnic strukturalnych" - zaznaczyła dr Janel Le Belle, adiunkt w Katedrze Neurochirurgii UCLA i pierwsza autorka artykułu.
Ograniczenia rapamycyny a nowe cele dla przyszłych terapii
Choć wyniki są obiecujące, sama rapamycyna ma poważne ograniczenia. Jej działanie jest tymczasowe, lek wywołuje poważne skutki uboczne, a przy wielokrotnym podawaniu przestaje być skuteczna. Z tego powodu mało prawdopodobne jest, by rapamycyna stała się szeroko stosowanym lekiem w terapii autyzmu. Jednak jej skuteczność w badaniach na myszach jest niezwykle ważna.
Ujawniła ona nowe cele terapeutyczne, które mogą posłużyć do opracowania przyszłych leków. Odkrycia wskazują, że aktywność szlaku mTOR, organizacja sieci mózgowej oraz poziom pobudzenia neuronalnego są potencjalnymi celami dla przyszłych terapii. Mogłyby one być ukierunkowane na specyficzne objawy autyzmu, takie jak na przykład nadreaktywność sensoryczna, która jest częstym, ale często trudnym do leczenia problemem.
