Amerikanske forskere har klart å fjerne en mutasjon som gir en utviklingsbegrensende form for autisme ved navn Pitt-Hopkins-syndrom.
Ved å forvandle hudceller fra Pitt-Hopkins-pasienter til stamceller og derfra til hjerneceller fant forskerne fram til genet bak sykdommen, framgår det av en artikkel i Nature.
Neste trinn er å teste om behandlingen også virker på fullt utviklede hjerner i levende mennesker.
Spesielt domino-gen ødelegger for hjernens utvikling
Pitt-Hopkins-syndrom er en medfødt utviklingsforstyrrelse på autisme-spektrumet. Pasienter med syndromet er utviklingshemmet i ulike grader, og vanligvis tar det barn med diagnosen lang tid å lære å snakke og gå.
Siden årtusenskiftet har forskere mistenkt et gen ved navn Transcription Factor 4 – eller TCF4 – for å stå bak syndromet.
Genet spiller en avgjørende rolle for hjernens utvikling fordi det forteller andre gener om de skal aktiveres eller ikke.
Hvis det er feil på TCF4, kan det få en dominoeffekt på hjernens utvikling siden andre gener får feilaktige meldinger, og hjernen derfor ikke utvikler seg normalt.
Nettopp denne sammenhengen satte forskerne seg som mål å undersøke.
Først isolerte de hudceller fra pasienter med Pitt-Hopkins-syndrom. Deretter manipulerte de cellene til å bli stamceller som de senere fikk til å utvikle seg som hjerneceller.
Til slutt hadde forskerne en miniutgave av menneskehjernen som ser ut som i både struktur og funksjon – såkalte 'tredimensjonale hjerne-organoider'.
Mutasjon ga små og uferdige hjerner
Forskjellen på de muterte mini-hjernene og de normale ble raskt tydelig.
«Selv uten et mikroskop kunne man se hvilke hjerne-organoider som hadde mutasjonen», sier Alysson R. Muotri, den ledende forskeren som står bak studien.
Til høyre ser vi «mini-hjernen» fra en person med Pitt-Hopkins syndrom. Den er både mindre i størrelse og ikke like utviklet som de friske hjernecellene til venstre.
Under mikroskopet viste det seg at de TCF4-muterte hjerne-kopiene var mye mindre, og at nervecellene – de såkalte nevronene – flere steder på ingen måte var ferdigutviklede.
Nevronene er en spesiell celletype i hjernen som er avgjørende for hjernens evne til å sende meldinger.
Forskerne mener at Pitt-Hopkins-pasientenes nedsatte intelligens og motorikk skyldes de uferdige nevronene.
Flere forsøk viste at mutasjonen på TCF4-genet ga for lite av to stoffer som instruerer nevronene i å vokse og innta sin rette plass i hjernen.
Genterapi gir håp om kur
Forskerne testet to ulike måter å gjøre noe med TCF4-mutasjonen.
Den ene behandlingen var genetisk og endret selve TCF4-genet slik at det ikke fikk den uhensiktsmessige mutasjonen.
I den andre behandlingen brukte forskerne et enzym-begrensende stoff som får stamceller til å vokse bedre.
Begge behandlinger var vellykkede, og mini-hjernene utviklet seg mye bedre etter forsøkene.
Forskerne skal nå undersøke om det er trygt å bruke samme behandlinger på cellene til levende mennesker.