211service.com
Onderzoekers ingenieur muizen met afwijkingen die verband houden met autisme, schizofrenie
Familiestudies suggereren een sterke genetische component voor autisme en schizofrenie, maar men denkt dat de stoornissen tijdens de vroege ontwikkeling ontstaan, waardoor het moeilijk is om de onderliggende genetica te bestuderen.
Muis geest: Deze afbeelding, gemaakt op basis van een MRI-scan, toont delen van de hersenen van een muis die zijn aangetast door chromosomale variaties die verband houden met autisme en schizofrenie bij mensen.
Nu hebben onderzoekers van Cold Spring Harbor Laboratory in New York muizen gemaakt met chromosomale afwijkingen die overeenkomen met die bij mensen met deze aandoeningen, wat het gemakkelijker zou moeten maken om de rol van genetica in de ontwikkeling van de hersenen te bestuderen.
In 2008 identificeerden verschillende onderzoeksgroepen een stukje DNA op chromosoom 16 dat belangrijk bleek te zijn voor de hersenontwikkeling bij mensen. Deleties van deze sectie waren gekoppeld aan autisme en ontwikkelingsachterstanden, terwijl extra exemplaren waren gekoppeld aan autisme en schizofrenie.
Het nieuwe muismodel moet wetenschappers in staat stellen de effecten van genetische varianten in verschillende ontwikkelingsstadia te evalueren, te beginnen in de baarmoeder. De hoop is dat deze experimenten nieuwe aanwijzingen zullen opleveren over de biologie van autisme en schizofrenie en mogelijk nieuwe tests zullen identificeren die clinici kunnen helpen bij het diagnosticeren van deze aandoeningen. We zijn vooral geïnteresseerd in het vinden van vroege biomarkers voor deze aandoeningen, zegt Alea Mills , de hoofdauteur van de nieuwe studie, die vandaag in de Proceedings van de National Academy of Sciences .
De onderzoekers gebruikten een relatief nieuwe genetische techniek, chromosoom-engineering genaamd, om het muizenequivalent van de relevante sectie van chromosoom 16 te targeten. Vervolgens gebruikten ze standaardmethoden om muizen te genereren die de sectie niet hadden of er extra kopieën van hadden.
De chromosomale deletie bleek ernstiger effecten te hebben dan de duplicatie, wat consistent is met wat clinici bij mensen hebben waargenomen. Ongeveer de helft van de muizen met de deletie stierf kort na de geboorte, wat suggereert dat deze chromosomale sectie essentieel is voor een goede ontwikkeling. Of de deletie ook bijdraagt aan kindersterfte bij mensen is niet bekend.
De muizen met de deletie vertoonden ook gedrag geassocieerd met autisme, zoals beperkte, repetitieve bewegingen en slaaptekorten. Toen de onderzoekers MRI-scans op de muizen uitvoerden, ontdekten ze dat de deletie geassocieerd was met een verhoogd volume in verschillende hersengebieden, met name in de hypothalamus, het hersengebied dat eet- en slaapgedrag reguleert. De muizen met de duplicatie hadden meestal kleinere hersengebieden in vergelijking met controles, maar het effect was minder uitgesproken.
De volgende stap voor Mills en haar collega's is het achterhalen van de mechanismen achter de gedrags- en anatomische verschillen die ze hebben waargenomen. De meeste muismodellen worden gemaakt door een enkel gen te manipuleren, maar de menselijke en muisversie van het chromosoom 16-gedeelte bevatten elk meer dan 20 genen, en het is onduidelijk welke de belangrijkste zijn. Het zal nodig zijn om dit gebied te verfijnen tot minder genen, zegt David Miller , een genetica-onderzoeker bij Children's Hospital Boston die de deletie van chromosoom 16 bij mensen heeft onderzocht, maar niet betrokken was bij deze studie.
Hiertoe werken Mills en haar team aan het verdelen van de chromosomale sectie in kleinere stukken en het creëren van subgroepen van hun deletie en duplicatie bij muizen. Het bestuderen van de interacties van zoveel genen zal een uitdaging zijn, maar het kan nodig zijn om complexe, heterogene aandoeningen zoals autisme en schizofrenie te begrijpen. Veel klinieken, waaronder Children's Hospital Boston, hebben al een test die chromosoom 16-deleties of duplicaties kan detecteren. De truc is om te weten wat het betekent als je ze vindt, zegt Miller.