To proteiner, der er impliceret i autisme har vist sig at kontrollere styrken og balancen af nervecelleforbindelser, har forskere ved UT Southwestern Medical Center fundet.
Juni 2007 - Proteinerne, som tjener til fysisk at forbinde nerveceller sammen, blev opdaget for mere end ti år siden af UT Southwestern-forskere, men deres funktion har været uklar.
I den nye undersøgelse, der vises i 21. juni-udgaven af tidsskriftet Neuron, fandt forskerne ud af, at det ene protein øger nervecellernes excitabilitet, mens det andet hæmmer celleaktivitet. Det vigtigste er, at disse effekter afhang af, hvor ofte cellerne affyrede.
Aktivitetsniveauerne af neuroner spiller en afgørende rolle under normal hjerneudvikling hos børn. Aktive forbindelser bliver stærkere og overlever til voksenlivet, mens inaktive forsvinder.
Autisme menes at involvere en ubalance mellem excitatoriske og hæmmende nerveforbindelser, en teori understøttet af denne undersøgelse, sagde Dr. Ege Kavalali, lektor i neurovidenskab og fysiologi ved UT Southwestern og forfatter til papir.
"Mutationer i disse proteiner er for nylig blevet forbundet med visse varianter af autisme," sagde Dr. Kavalali. ”Dette arbejde giver et klart indblik i, hvordan proteinerne fungerer. Vi kan aldrig designe en terapeutisk strategi uden at vide, hvad disse mutationer gør."
Proteinerne kaldes neuroligin-1 og neuroligin-2. Ved krydset mellem to nerveceller, kaldet en synapse, stikker proteinerne ud fra overfladen af cellen, der modtager et signal fra den første celle. Neuroliginerne binder sig til andre molekyler på den første celle og skaber dermed en fysisk bro over synapsen.
I nogle tilfælde exciterer et signal fra den første celle den anden celle, mens signalet ved andre synapser hæmmer den anden celle.
Spædbørn fødes med langt flere synapser, både excitatoriske og hæmmende, end voksne ender med. I en proces kaldet beskæring forsvinder synapser, der er inaktive under udvikling, mens aktive formerer sig.
I den aktuelle undersøgelse manipulerede forskerne genetisk rotteneuroner i kultur, så cellerne skabte for meget neuroligin-1. Cellerne udviklede det dobbelte af det sædvanlige antal synapser, hvilket rejser spørgsmålet om, hvorvidt neuroligin-1 bidrog til dannelsen af yderligere synapser eller bidrog til, at eksisterende synapser ikke var til beskåret. Lignende test viste, at overskydende neuroligin-2 også førte til flere synapser, men i dette tilfælde var synapserne hæmmende.
Når cellerne, der overudtrykte enten neuroligin-1 eller neuroligin-2, blev kemisk forhindret i at affyre, udviklede de ikke overskydende synapser på trods af tilstedeværelsen af de respektive proteiner.
Tilsammen indikerer testene, at nerveceller med overskydende neuroliginer kun udviklede ekstra synapser, når disse celler får lov til at skyde.
"De to neuroliginer har komplementære roller under normale forhold, hvor neuroligin-1 øger den excitatoriske forbindelser mellem nerveceller og neuroligin-2, hvilket øger antallet af hæmmende forbindelser, hvilket skaber en balance," Dr. Kavalali sagde. "I begge tilfælde er neuroliginerne ikke nødvendige for at skabe synapserne, men de har en rolle i bestemme hvilke synapser der laver det på længere sigt, og dermed opstille hvor responsive nervecellerne er."
Fordi mutationer i neuroliginer forekommer hos nogle mennesker med autismespektrumforstyrrelser, udviklede forskerne også en mutation i neuroligin-1, der kan sammenlignes med en, der er observeret hos mennesker og introducerede de mutante neuroliginer i rotter neuroner.
"Nervecellerne, der bærer det mutante neuroligin, viste et dramatisk fald i antallet af synapser og mere end dobbelt fald i excitabilitet, hvilket viser, at mutationen interfererer med stabiliteten af synapserne," Dr. Kavalali sagde.
