Mensen met autismespectrumstoornis (ASS) lijken te lijden aan storingen in een cel die een speciale coating rond zenuwvezels produceert die efficiënte elektrische communicatie in de hersenen mogelijk maakt. En het corrigeren ervan zou een potentiële nieuwe weg voor behandeling kunnen bieden, volgens een nieuwe studie die vandaag is gepubliceerd in het tijdschrift Nature Neuroscience van wetenschappers van het Lieber Institute for Brain Development (LIBD).
“Dit kan een grote verandering zijn in ons begrip van wat ervoor zorgt dat mensen aan deze ernstige hersenaandoening lijden”, zegt Daniel R. Weinberger, M.D., CEO & directeur van LIBD. “We testen actief in experimentele modellen medicijnen die deze afwijking kunnen corrigeren.”
De studie toonde aan dat mensen die lijden aan ASS een cellulaire afwijking hebben die de productie van myeline aantast, een vettige substantie die een isolerende mantel rond zenuwvezels in de hersenen creëert waarmee ze efficiënt met elkaar kunnen communiceren. De productie van myeline is onderdeel van een biologisch proces dat cruciaal is voor vroege hersenontwikkeling, bekend als myelinisatie, dat Weinberger vergeleken met het leggen van een netwerk van glasvezelkabel over de hersenen dat een scala aan neurologische processen mogelijk maakt.
Brady Maher, Ph.D., de hoofdonderzoeker van LIBD in de studie, zei dat de meeste onderzoekers zich hebben gericht op mogelijke problemen met neuronen, de belangrijkste cellen van de hersenen, bij het proberen de grondoorzaken van ASS te begrijpen. Maar hij zei dat onze nieuwe studie aangeeft dat problemen met een ondersteunende cel die cruciaal is voor het isoleren van de zenuwvezels een eerder ondergewaardeerd mechanisme kunnen zijn.
“Myelinisatie is essentieel voor een gezonde ontwikkeling van de hersenen, het is een proces dat begint net vóór de geboorte en doorloopt gedurende de hele levensduur. Indien aangetast, leidt dit tot abnormale ontwikkeling van de hersenen die waarschijnlijk resulteert in communicatie- en gedragsproblemen in verband met ASS, “zei Maher.
Zoals de naam al doet vermoeden, kan ASS een breed spectrum van symptomen veroorzaken, variërend van moeilijk te navigeren sociale en emotionele interacties tot ernstige taal- en gedragsstoornissen. En hoewel het soms is gekoppeld aan buitengewone talenten bij bepaalde personen, kunnen zelfs mildere vormen van ASS het dagelijks leven zeer uitdagend maken.
De nieuwe inzichten in ASS zijn voortgekomen uit het onderzoek van het Lieber Institute naar het Pitt-Hopkins-syndroom, een zeldzame neurologische aandoening waarvan bekend is dat deze ASD-symptomen veroorzaakt, die wordt veroorzaakt door mutaties in een gen genaamd TCF4.
Werkend met muizen met dezelfde TCF4-genmutatie als mensen met Pitt-Hopkins, identificeerden de onderzoekers een genetische afwijking die de functie verstoort van cellen die de myeline-productie regelen. Deze cellen worden in het kort oligodendrocyten of OL genoemd.
De onderzoekers verkenden vervolgens andere ASD-muismodellen veroorzaakt door verschillende mutaties geassocieerd met autisme en vonden consistent bewijs voor afwijkingen in oligodendrocyten. Opmerkelijk is dat ze in een verzameling gedoneerd hersenweefsel van overleden mensen met ASS die geen last hadden van het Pitt-Hopkins-syndroom maar vaker voorkomende vormen van ASS hadden, dezelfde afwijking: problemen met OL-cellen die de productie van myeline aantasten, iets dat niet gevonden in hersenen van niet-ASS-patiënten.
“Het lijkt erop dat bij veel mensen die aan ASS lijden, hun OL-cellen niet voldoende volwassen worden of niet goed werken,” zei Maher. “Dit suggereert dat ze onvoldoende myeline-isolatie produceren voor hun neuronen, wat de hersenontwikkeling en elektrische communicatie in de hersenen ernstig kan verstoren.”
Hij merkte op dat eerdere studies hebben aangetoond dat mensen met ASS een afname van de myelinedikte kunnen vertonen in bepaalde hersengebieden. Hij zei dat recent bewijs, naast zijn eigen suggereert, dat mensen met ASS minder OL-cellen hebben. Maar Maher zei dat eerder onderzoek de punten niet had verbonden – dat er een onderliggend biologisch proces lijkt te zijn bij mensen met ASS die de capaciteit van OL-cellen beperken om de behoefte aan myeline-hersenen voor een goede ontwikkeling te produceren. En dat tekort kan een belangrijke oorzaak zijn van de neurologische problemen die worden gezien bij mensen met deze aandoening. Ook zei hij, gezien de verschillende factoren die de myelineproductie in OL-cellen beïnvloeden, de defecten in myelinisatie aanzienlijk kunnen variëren tussen individuele gevallen van ASS, wat overeenkomt met de variatie in de ernst van de symptomen in het autismespectrum.
Maher zei dat hij en zijn collega’s van het Lieber Institute nu verbindingen testen die mogelijk het vermogen hebben om myelinisatie in de hersenen te stimuleren. “Omdat myelinatie een levenslang proces is, biedt het een unieke therapeutische mogelijkheid die we gedurende de hele levensduur kunnen benutten. Langs deze lijnen willen we graag zien of het verbeteren van myelinisatie bij deze muizen hun ASD-geassocieerd gedrag kan verbeteren, ”zei hij. “Veelbelovende kandidaten kunnen dan in aanmerking komen voor klinische studies.”