تغییرات مغزی در اتیسم

November 2022  (آذر 140۱)

تغییرات مغزی در اتیسم بسیار گسترده تر از آنچه قبلاً شناخته شده بود میباشد.

این مطالعه جامع ترین مطالعه ای است که تاکنون جهت بررسی چگونگی تأثیر اتیسم در سطح مولکولی بر مغز انجام شده است. این مطالعه نشان می دهد که تغییرات مغزی در اتیسم بسیار گسترده تر از آنچه قبلاً شناخته شده بود است.

مطالعه جدید در دانشگاه کالیفرنیا بطور قابل توجهی درک دانشمندان را از چگونگی تکوین اختلال طیف اتیسم (ASD) در سطح مولکولی ارتقا بخشیده و بر اساس این مطالعه تغییرات مغزی در اوتیسم بر خلاف تصور قبلی که آن را محدود به مناطق خاصی که بر گفتار و رفتار اجتماعی مؤثرند میدانست، بطور گسترده در سراسر قشر مغز بروز مینماید.

این مطالعه در مجله Nature تحت عنوان “اختلال رونویسی گسترده در سراسر قشر مغز در اختلال طیف اتیسم(ASD) رخ می دهد.” منتشر شده است و  نشان دهنده مطالعه ای گسترده  جهت  توصیف اختلال طیف اتیسم در سطح مولکولی است. لازم به ذکر است بر خلاف اختلالات عصبی مانند بیماری آلزایمر یا بیماری پارکینسون که دارای آسیب شناسی کاملاً مشخصی هستند، اختلال طیف اتیسم و ​​سایر اختلالات روانپزشکی فاقد آسیب شناسی تعریف شده میباشند که این امر دستیابی به درمان های مؤثرتر را در این موارد دشوار می سازد. در این مطالعه تغییرات مغزی بطور گسترده تقریباً در تمام یازده ناحیه قشر مغز بدون توجه به اینکه آیا مربوط به نواحی با عملکرد ارتباطی با سطوح بالاتر نظیر نواحی مرتبط با استدلال، گفتار، شناخت اجتماعی و انعطاف پذیری ذهنی و یا نواحی حسی اولیه بودند، مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار داده شده اند.

دکتر Geschwind ، استاد ژنتیک، نورولوژی و روانپزشکی در دانشگاه UCLA و نویسنده این مقاله اظهار داشت: “این تحقیق نشان دهنده نتیجه بیش از یک دهه کار و تلاش مداوم و دشوار تیم آزمایشگاه تحقیقاتی است که برای انجام چنین تحلیل جامعی از وضعیت مغز در اختلال طیف اتیسم ضروری بود. وی اضافه مینماید که ما در حال حاضر در مراحل آغازین دریافت تصویری از وضعیت مغز، در سطح مولکولی در افرادی با تشخیص اختلال طیف اتیسم هستیم و این مطالعه، آسیب شناسی مولکولی را در اختیار ما قرار می دهد که همانند سایر اختلالات مغزی نظیر پارکینسون و آلزایمر میتواند نقطه شروع و کلیدی برای درک مکانیسم های این طیف اختلال باشد که منجر به دستیابی، تسریع و توسعه درمان های تغییر دهنده در رابطه با درمان اتیسم میگردد.

بیش از یک دهه پیش، دکتر Geschwind اولین مطالعه را برای شناسایی آسیب شناسی مولکولی طیف اختلال اتیسم با تمرکز بر دو ناحیه مغز، لوب تمپورال و لوب پیشانی، انجام داد. این نواحی از مغز، به این دلیل انتخاب شدند که مربوط به نواحی ارتباطی با سطح عملکرد بالا نظیر شناخت و آگاهی به ویژه شناخت اجتماعی میباشند که در اختلال طیف اتیسم مختل می گردد.

اختلالات عصبی روانپزشکی بطور کلاسیک، فاقد آسیب شناسی مغزی مشخصی هستند، اما مطالعه اخیر اختلال  تنظیم را در سطح مولکولی نشان داده است که با تغییراتtranscriptomic  و epigenetic مشخص می شود. در اختلال طیف اتیسم (ASD)، این آسیب‌شناسی مولکولی شامل اختلال تنظیم بصورت افزایش بیان و فعالیت ژن‌ها در سلولهای میکروگلیال، آستروسیت و کاهش بیان و فعالیت ژن‌های سیناپسی همراه با کاهش گرادیان‌ بیان ژنی درکورتکس مغز میباشد .

دکتر Geschwind  اظهار میدارد :”با این حال، اینکه آیا این تغییرات به نواحی ارتباطی قشر مغز محدود می شود یا گسترده تر هستند، ناشناخته باقی مانده است. برای پرداختن به این موضوع، ما تجزیه و تحلیل توالی RNA مجموعا در ۷۲۵ نمونه مغز را که شامل یازده ناحیه قشر مغزی از 112 نمونه پس از مرگ از افراد مبتلا به اختلال طیف اتیسم و بقیه موارد نمونه های کنترل از افراد غیر مبتلا بودند، انجام دادیم.”

در حالی که هر ناحیه قشری  تغییراتی را نشان می‌دهد، بیشترین کاهش در سطح ژن در قشر بینایی و قشر جداری بود که اطلاعاتی مانند لمس، درد و دما را پردازش می‌کند. محققان معتقدندکه این ممکن است منعکس کننده یکی از علایم اتیسم که حساسیت حسی مفرط است و اغلب در افراد مبتلا به اختلال طیف اتیسم گزارش می شود، باشد .

دکتر Geschwind اضافه مینماید :”ما تغییرات در رونویسی و  Transcriptomicرا بطور منتشر و گسترده ای در سراسر قشر مغز  دراختلال طیف اتیسم  (ASD) مشاهده نمودیم که دارای گرادیانی در جهت قدامی، خلفی در مغز بوده، با بیشترین تفاوت در ناحیه قشر بینایی اولیه که توام با کاهش رونویسی در بین نواحی مختلف قشر مغز بود. توالی یابی RNA تک هسته ای و پروفایل متیلاسیون نیز نشان می دهد که این تغییرات مولکولی قویا، منعکس کننده تغییرات در بیان ژن خاص نوع سلول است که به ویژه در نورون های excitatory که نروترانسمیتر جهت انتقال سیگنال های عصبی ترشح مینمایند و سلولهای گلیال دیده میشود.”

در هر دو نوع تغییر ژنتیکی نادر و شایع مرتبط با اختلال طیف اتیسم کاهش سیگنال‌دهی سیناپسی همراه با افزیش بیان ژن‌های پروتئینی chaperone مشاهده میشود. دکتر Geschwind  اظهار میدارد :”یافته‌های ارائه ‌شده در این مطالعه بطور قابل‌ توجهی درک ما از آسیب‌شناسی مولکولی اختلال طیف اتیسم را فراتر از دسته‌های عملکردی « نرون های تنظیم‌شده در سطح پایین‌تر» و « سلول های گلیال و سلولهای ایمنی تنظیم ‌شده در سطوح بالاتر» که در لوب‌های فرونتال و گیجگاهی که در مطالعات قبلی مشاهده شده‌اند، اصلاح می‌نماید. ما در این تحقیق تغییرات بیان ژن و رونویسی را در اختلال طیف اتیسم شناسایی نمودیم که در سراسر قشر مغز رخ می‌دهد و بر بسیاری از انواع سلول‌های عصبی و فرآیندهای بیولوژیکی خاص تأثیر می‌گذارد که فراتر از نواحی ارتباطی با سطح عملکرد بالا گسترش یافته و شامل نواحی حسی اولیه به ویژه در ناحیه  BA17میشود.”

وی اضافه مینماید :” با توجه به نتایج مطالعه حاضر همراه با مشاهدات ما از اختلالات عصبی فراگیر موجود در سراسر قشر مغز در اختلال طیف اوتیسم، تحقیقات آتی بایستی تعیین نمایند که چگونه ژن های پر خطر برای اتیسم بر الگوی اتصال سلولهای قشر مغز تأثیر می گذارند.”

منبع

مترجم: دکتر حائری

Journal Reference:

Michael J. Gandal, Jillian R. Haney, Brie Wamsley, Chloe X. Yap, Sepideh Parhami, Prashant S. Emani, Nathan Chang, George T. Chen, Gil D. Hoftman, Diego de Alba, Gokul Ramaswami, Christopher L. Hartl, Arjun Bhattacharya, Chongyuan Luo, Ting Jin, Daifeng Wang, Riki Kawaguchi, Diana Quintero, Jing Ou, Ye Emily Wu, Neelroop N. Parikshak, Vivek Swarup, T. Grant Belgard, Mark Gerstein, Bogdan Pasaniuc, Daniel H. Geschwind. Broad transcriptomic dysregulation occurs across the cerebral cortex in ASD. Nature, 2022; DOI: 10.1038/s41586-022-05377-