Studi Tikus Mengaitkan Beberapa Autisme Dengan Sel Otak Yang Memandu Kemasyarakatan Dan Cinta Platonis

Studi Tikus Mengaitkan Beberapa Autisme Dengan Sel Otak Yang Memandu Kemasyarakatan Dan Cinta Platonis


Newswise – Peneliti Johns Hopkins Medicine melaporkan bahwa eksperimen baru dengan tikus yang direkayasa secara genetik telah menemukan hubungan yang jelas antara berbagai jenis autisme dan kelainan pada sel-sel otak yang keluaran kimianya membentuk perasaan cinta dan sosialisasi platonis (non-seksual).

Penemuan tersebut, kata para peneliti, pada akhirnya dapat memicu pengembangan terapi autisme yang menargetkan gejala penyakit yang dipicu oleh kelainan pada neuron oksitosin parvoseluler, yang merupakan sel otak di hipotalamus mamalia.

Sebuah laporan tentang eksperimen tersebut dipublikasikan secara online 27 Oktober di Neuron.

Para peneliti mencari bukti hubungan karena variasi yang sudah lama diketahui dalam bentuk dan gejala gangguan spektrum autisme, dan karena mereka yang mengidap Fragile X – kelainan bawaan yang terjadi pada satu dari 4.000 pria dan satu dari 6.000 wanita – sering kali ditandai dengan ketidakmampuan untuk membentuk ikatan sosial yang erat.

“Autisme ditentukan oleh perilaku sosial yang terganggu, tetapi tidak semua perilaku sosial itu sama,” kata Gül Dölen, MD, Ph.D., profesor ilmu saraf di Fakultas Kedokteran Universitas Johns Hopkins. “Orang dengan autisme umumnya memiliki lebih sedikit kesulitan dalam mengembangkan ikatan keluarga yang sangat dekat dibandingkan dengan persahabatan. Eksperimen kami memberikan bukti bahwa kedua jenis kasih sayang ini dikodekan oleh berbagai jenis neuron oksitosin, dan bahwa gangguan salah satu jenis neuron ini bertanggung jawab atas karakteristik gangguan sosial yang terlihat pada autisme. “

Selama lebih dari satu abad, Dölen mengatakan, para ilmuwan telah mengetahui ada dua jenis neuron di hipotalamus. Neuron melepaskan apa yang disebut “hormon cinta” oksitosin, yang menginduksi kontraksi selama persalinan, mengurangi stres dan mendorong ikatan antar hewan antar spesies mamalia, termasuk manusia.

Neuron oksitosin magnoseluler, yang merupakan salah satu jenis neuron pelepas oksitosin, melepaskan sejumlah besar oksitosin ke otak dan tubuh – sebanyak 500 kali atau lebih dari yang dilepaskan oleh neuron oksitosin parvoseluler, yang membatasi ruang lingkupnya dan menghindari membanjiri tubuh. dengan perasaan cinta yang menguras tenaga.

Seperti namanya, neuron oksitosin magnoseluler lebih besar dari neuron lain dan dapat mengirim akson yang mirip lengan mereka ke luar sawar darah-otak. Di antara fungsinya, neuron oksitosin magnoseluler membangkitkan cinta berbakti – apa yang Dölen sebut “cinta gila” – dan ikatan antara bayi dan ibu, dan antara pasangan seksual.

Penelitian Dölen menunjukkan bahwa neuron oksitosin parvoseluler, yang berasal dari kata Yunani “parvo” atau “kecil” – juga menyandikan perilaku sosial, tetapi jenis yang berbeda dari yang dikodekan oleh neuron magnoseluler. Sementara neuron oksitosin magnoseluler menyandikan perilaku sosial yang terkait dengan reproduksi (ikatan pasangan dan ikatan orang tua), neuron oksitosin parvoseluler menyandikan perilaku sosial terkait dengan apa yang Dölen sebut sebagai “cinta dalam jumlah sedang,” atau cinta platonis yang penting bagi komunitas (teman dan kolega).

Untuk mempelajari apakah dan bagaimana gejala autisme dikaitkan dengan gangguan pada salah satu atau kedua neuron magnoseluler dan parvoseluler, Dölen dan timnya pertama-tama mencit rekayasa genetika untuk memancarkan cahaya fluoresen di semua neuron oksitosin, magno dan parvo. Kemudian, mengetahui bahwa neuron magnoseluler memproyeksikan akson dan bahan kimia mereka di luar sawar darah / otak, tim peneliti menggunakan pewarna yang tetap berada di dalam penghalang untuk hanya menandai neuron parvoseluler – yang lebih jarang dan lebih sulit untuk dideteksi, serta ukurannya yang lebih kecil.

Selanjutnya, Dölen meminta bantuan ilmuwan Johns Hopkins Loyal Goff, Ph.D., seorang ahli dalam memetakan profil genetik sel individu. Teknik tersebut, yang disebut sekuensing sel tunggal, secara khusus membaca RNA sel individu – sepupu genetik DNA – yang menunjukkan bagaimana kode genetik sel sedang dibaca dan protein mana yang diproduksi. Cara membaca kode genetik kita membuat satu jenis sel berbeda dari yang lain.

“Studi ini adalah karakterisasi komprehensif dari dua jenis neuron terkait erat yang terlibat dalam regulasi perilaku sosial,” kata Goff, asisten profesor kedokteran genetika di Fakultas Kedokteran Universitas Johns Hopkins. “Salah satu hal yang membuat studi ini begitu unik adalah aspek multi-modal dari karakterisasi ini; mengaitkan fitur anatomi, morfologis, elektrofisiologis, transkripsi, genetik, dan perilaku untuk sepenuhnya menentukan perbedaan yang relevan dan penting antara kedua jenis neuron ini. “

Tim peneliti menggunakan pengurutan sel tunggal dan alat serta teknik pelacakan gen lainnya untuk memastikan bahwa subpopulasi neuron magnoseluler dan parvoseluler memang berbeda, sehingga mereka dapat secara genetik mengubah setiap kelompok untuk menentukan apakah perubahan akan menyebabkan perilaku mirip autisme. pada tikus. Apa yang diukur para peneliti termasuk seberapa besar tikus menyukai interaksi sosial mereka dan seberapa besar mereka menyukai hal-hal yang terkait dengan interaksi sosial tersebut (seperti tempat tidur).

Untuk membuat kembali model autisme pada tikus, para ilmuwan beralih ke gen FMR1, yang terkait dengan Fragile X, kelainan bawaan yang ditandai dengan kecacatan intelektual, tetapi juga salah satu penyebab autisme yang paling umum diidentifikasi, terjadi pada sekitar lima orang. persen orang dengan kondisi tersebut.

Pada manusia, gen FMR1 dibungkam melalui proses seluler yang menambahkan bahan kimia yang disebut gugus metil ke gen tersebut. Proses yang sama tidak terjadi pada tikus, jadi untuk mereplikasi kelainan gen FMR1, para ilmuwan merekayasa genetika tikus agar tidak memiliki gen FMR1 yang berfungsi baik di seluruh otak atau hanya di neuron parvoseluler.

Para peneliti mempelajari bagaimana tikus tanpa FMR1 menghargai imbalan dari pembentukan ikatan sosial dengan tikus betina dewasa yang berfungsi sebagai orang tua pengganti. Tikus ini belajar menyukai alas tidur yang terkait dengan induk pengganti, tetapi tidak menyukai alas tidur yang terkait dengan interaksi sosial dengan tikus sebaya – bukti bahwa mutasi pada gen yang menyebabkan autisme secara selektif mengganggu cinta platonis, tetapi tidak menyukai kasih sayang.

Ketika para ilmuwan menghapus gen FMR1 hanya dalam sel parvoseluler, bukan sel magnoseluler, tikus-tikus tersebut memiliki reaksi yang sama: afinitas utuh untuk hal-hal yang terkait dengan orang tua pengganti mereka, dibandingkan dengan hal-hal yang terkait dengan tikus sejenis. Para ilmuwan tidak menemukan preferensi seperti itu pada tikus yang kekurangan FMR1 dalam sel magnoseluler oksitosin.

Dalam serangkaian eksperimen lebih lanjut untuk menentukan spesifisitas temuan mereka dengan neuron penghasil oksitosin, para ilmuwan mempelajari bagaimana gen tertentu yang terkait dengan risiko autisme diaktifkan atau dinonaktifkan, atau diekspresikan, di antara dua jenis neuron oksitosin. Mereka menemukan bahwa secara signifikan lebih banyak gen risiko autisme memiliki tingkat ekspresi yang lebih tinggi pada neuron parvoseluler dibandingkan dengan neuron magnoseluler. Namun, ketika para ilmuwan melihat gen untuk skizofrenia, penyakit Alzheimer dan diabetes, tidak ada perbedaan ekspresi gen antara dua jenis neuron oksitosin.

“Ini memberi tahu kita bahwa perbedaan yang kita lihat antara dua jenis neuron oksitosin berkaitan dengan penyakit yang ditandai dengan gangguan perilaku sosial, tetapi bukan penyakit di mana perilaku ini bukan gejala yang menentukan,” kata Dölen.

Dia juga mencatat, “Apa yang mungkin terjadi di otak adalah bahwa meskipun semua sel otak mungkin membawa mutasi tertentu yang terkait dengan autisme, beberapa neuron lebih rentan terhadap gejala yang terkait dengan ikatan sosial.”

Dölen berencana untuk melakukan penelitian serupa pada gen yang terkait dengan jenis autisme lainnya. Dia mengatakan karyanya mungkin menunjukkan bahwa obat yang saat ini sedang diuji untuk autisme – seperti oksitosin intranasal – dapat terbukti tidak efektif karena pengobatan menargetkan neuron magnoseluler, yang menurut studi baru tidak menjadi pusat penyakit tersebut. Sebaliknya, katanya, bukti mereka menunjukkan bahwa neuron oksitosin parvoseluler harus menjadi fokus pengembangan obat untuk autisme.

Ilmuwan lain yang melakukan penelitian termasuk Eastman Lewis, Genevieve Stein-O’Brien, Alejandra Patino, Romain Nardou, Cooper Grossman, Matthew Brown, Bidii Bangamwabo, Ndeye Ndiaye dan Daniel Giovinazzo dari Johns Hopkins, serta Ian Dardani dan Connie Jiang dari Universitas. dari Pennsylvania.

Penelitian ini didanai oleh National Institutes of Health’s National Institute of Mental Health (R56MH115177 dan R01MH117127), Chan-Zuckerberg Initiative dan National Science Foundation.

DOI: 10.1016 / j.neuron.2020.10.002


Diposting Oleh : https://totohk.co/

About the author