Trong chứng tự kỷ, các tế bào thần kinh được "cắt tỉa" kém sẽ dẫn đến các khớp thần kinh dư thừa

Theo các nhà thần kinh học tại Trung tâm Y tế Đại học Columbia (CUMC), trẻ em và thanh thiếu niên mắc chứng tự kỷ có quá trình “cắt tỉa” não chậm chạp trong quá trình phát triển so với những trẻ khỏe mạnh. Quá trình cắt tỉa chậm hơn này dẫn đến sự dư thừa các khớp thần kinh của não - những điểm mà các tế bào thần kinh kết nối và giao tiếp với nhau.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nơron, cũng phát hiện ra rằng thuốc rapamycin có thể phục hồi quá trình cắt tỉa khớp thần kinh bình thường và cải thiện các hành vi giống như tự kỷ ở chuột, ngay cả khi các triệu chứng đã xuất hiện.

Mặc dù rapamycin có những tác dụng phụ có thể ngăn cản việc sử dụng nó ở những người mắc chứng tự kỷ, "thực tế là chúng ta có thể thấy những thay đổi trong hành vi cho thấy rằng chứng tự kỷ vẫn có thể điều trị được sau khi một đứa trẻ được chẩn đoán, nếu chúng ta có thể tìm ra một loại thuốc tốt hơn". điều tra viên cao cấp, David Sulzer, Ph.D., giáo sư sinh học thần kinh tại CUMC.

Trong thời kỳ sơ sinh, có sự bùng nổ phát triển khớp thần kinh, đặc biệt là ở vỏ não, một khu vực liên quan đến các hành vi tự kỷ; đến cuối tuổi vị thành niên, khoảng một nửa số khớp thần kinh vỏ não này đã bị cắt bỏ. Các khớp thần kinh được biết là bị ảnh hưởng bởi nhiều gen liên quan đến chứng tự kỷ, và một số nhà nghiên cứu đã đưa ra giả thuyết rằng những người mắc chứng tự kỷ có thể có nhiều khớp thần kinh hơn.

Đối với nghiên cứu, đồng tác giả Guomei Tang, Ph.D., phó giáo sư thần kinh học tại CUMC, đã kiểm tra não của trẻ em mắc chứng tự kỷ đã chết vì các nguyên nhân khác. Mười ba bộ não đến từ trẻ em từ hai đến chín tuổi, và mười ba bộ não đến từ thanh thiếu niên từ 13 đến 20. Hai mươi hai bộ não của trẻ không mắc chứng tự kỷ cũng được kiểm tra để so sánh.

Tang đo mật độ khớp thần kinh trong một phần mô nhỏ trong mỗi não bằng cách đếm số lượng các gai nhỏ phân nhánh từ các tế bào thần kinh vỏ não này; mỗi cột sống kết nối với một tế bào thần kinh khác bằng một khớp thần kinh. Vào cuối thời thơ ấu, cô nhận thấy, mật độ cột sống đã giảm xuống còn khoảng một nửa trong não kiểm soát, nhưng chỉ còn 16% trong não của những người mắc chứng tự kỷ.

Sulzer cho biết: “Đây là lần đầu tiên người ta tìm kiếm và thấy sự thiếu cắt tỉa trong quá trình phát triển của trẻ tự kỷ,” mặc dù số lượng khớp thần kinh thấp hơn ở một số vùng não đã được phát hiện trong não của những bệnh nhân lớn tuổi và ở chuột. với những hành vi giống như người tự kỷ ”.

Các nhà nghiên cứu đã tìm ra manh mối có thể đã gây ra khiếm khuyết trong việc cắt tỉa; các tế bào não của trẻ tự kỷ chứa đầy các bộ phận cũ và bị hư hỏng và rất thiếu hụt trong một con đường thoái hóa được gọi là “autophagy”. Tế bào sử dụng autophagy (một thuật ngữ tiếng Hy Lạp có nghĩa là "tự ăn") để phá vỡ các thành phần của chính chúng.

Bằng cách sử dụng mô hình chuột, các nhà nghiên cứu đã tìm ra khiếm khuyết trong quá trình cắt tỉa của một loại protein gọi là mTOR. Khi mTOR hoạt động quá mức, họ phát hiện ra, các tế bào não mất đi nhiều khả năng “tự ăn”. Và nếu không có khả năng này, não của những con chuột bị cắt tỉa kém dẫn đến các khớp thần kinh phụ.

“Trong khi mọi người thường nghĩ rằng việc học đòi hỏi sự hình thành các khớp thần kinh mới,” Sulzer nói, “việc loại bỏ các khớp thần kinh không phù hợp có thể cũng quan trọng như vậy”.

Các nhà nghiên cứu đã có thể khôi phục hiện tượng tự động và cắt xén khớp thần kinh bình thường - và đảo ngược các hành vi giống như tự kỷ ở chuột - bằng cách điều trị chúng bằng rapamycin, một loại thuốc ức chế mTOR. Thuốc có hiệu quả ngay cả khi các triệu chứng đã phát triển.

Bởi vì một lượng lớn mTOR hoạt động quá mức cũng được tìm thấy trong hầu hết các bộ não của bệnh nhân tự kỷ, quá trình tương tự có thể xảy ra ở trẻ tự kỷ.

Nguồn: Trung tâm Y tế Đại học Columbia