Znanstvenici napravili dosad najveću "kartu" autizma: Mogla bi otvoriti put novim terapijama

Koristeći umjetnu inteligenciju i podatke dobivene proučavanjem sićušnih mozgova uzgojenih u laboratoriju, istraživači su mapirali načine na koje određene genetske mutacije povezane s autizmom mogu promijeniti veze u mozgu i dovesti do razvoja tog poremećaja. Molekularna karta, objavljena u četvrtak u časopisu Science, mogla bi pomoći u razvoju ciljanijih terapija za autizam, prenosi CNN.

"Takav uvid potreban je kako bi se u konačnici razvili lijekovi, a mi smo sada izradili kartu koja u osnovi prikazuje molekularnu podlogu autizma i usmjerava nas u mnogo različitih pravaca prema otkrivanju lijekova“, rekao je autor studije dr. Nevan Krogan, profesor na Kalifornijskom sveučilištu u San Franciscu (UCSF) i viši istraživač u neprofitnom institutu Gladstone Institutes.

"Nadamo se da ćemo se jednog dana moći osvrnuti i reći: 'Ova karta dovela je do X, Y i Z i zahvaljujući tome sada imamo prvi tretman za autizam.' To je vizija i vjerujem da će se u nekom trenutku u budućnosti ostvariti“, rekao je Krogan.

Razvoj učinkovitih tretmana za autizam desetljećima predstavlja svojevrsnu znanstvenu zagonetku.

Budući da je s poremećajem iz spektra autizma povezano više od 250 gena, pronalaženje tretmana usmjerenog na genetske korijene poremećaja nalik je traženju jednog ključa za stotine različitih brava.

Nova studija, međutim, otkriva kako se mnoge od tih različitih genetskih mutacija fizički povezuju i mijenjaju interakcije proteina u mozgu u razvoju, pridonoseći nastanku autizma. Proteini su molekule koje fizički izgrađuju mozak i pomažu u njegovu održavanju. Stoga, umjesto potrebe za stotinama različitih lijekova usmjerenih na same gene, znanstvenici sada imaju svojevrsni nacrt koji im omogućuje da se usmjere na interakcije među proteinima.

"Kada imate gene i mutacije, to je samo popis. Popis dijelova“, rekao je Krogan, koji je i direktor Instituta za kvantitativne bioznanosti pri UCSF-u.

"Ono što vam treba jest shema povezivanja tih dijelova, a za to morate proučiti proteine i razumjeti kako oni međusobno komuniciraju te što se događa s interakcijama između proteina kada u protein unesete mutaciju“, rekao je.

"Razumijevanje toga može vas usmjeriti prema terapijskim mogućnostima koje nikada ne biste mogli ni zamisliti kada biste promatrali samo gene i mutacije.“

Krogan je rekao da on i njegovi kolege već provode tri programa za razvoj potencijalnih novih terapija, koristeći spoznaje iz nove studije.

Izrada karte autizma

Kako bi izradili kartu autizma, istraživači s Kalifornijskog sveučilišta u San Franciscu sustavno su mapirali načine na koje genetske mutacije povezane s autizmom mogu utjecati na interakcije između proteina u mozgu. Otkrili su više od 1800 interakcija između proteina povezanih s autizmom, a čak 87 posto tih interakcija nikada prije nije bilo zabilježeno.

Istraživači su izradili kartu uz prisutnost genetskih mutacija kako bi razumjeli na koji se način veze među proteinima „preslaguju“, a zatim su upotrijebili sustav umjetne inteligencije AlphaFold kako bi izdvojili ključne mutacije koje su potom proučavali na moždanim organoidima uzgojenima u laboratoriju.

"Umjetna inteligencija omogućuje nam proučavanje proteina o kojima prije samo nekoliko godina nismo mogli ni sanjati i baca dosad neviđeno svjetlo na autizam i biologiju koja se nalazi u njegovoj podlozi“, rekao je Krogan.

Karta je, prema njegovim riječima, "najveća ikada izrađena za autizam“.

"To je najveća karta takve vrste za bilo koji neuropsihijatrijski poremećaj, ali i najveća karta mutacija ikada izrađena za bilo koju bolest“, dodao je.

Nova studija „iznimno je uzbudljiva jer predstavlja dosad najsustavniji prikaz rizika od autizma na razini proteina“, napisao je u Fikri Birey, docent na Odjelu za humanu genetiku Medicinskog fakulteta Sveučilišta Emory, koji nije sudjelovao u istraživanju.

"U budućnosti bi moglo biti moguće identificirati lijekove koji stabiliziraju poremećene proteinske komplekse ili blokiraju patološke interakcije, umjesto da pokušavamo ispraviti svaku pojedinačnu mutaciju koja uzrokuje autizam“, napisao je Birey.

Dodao je da bi rezultati nove studije mogli pomoći i u istraživanjima modeliranja bolesti koja se provode u njegovu laboratoriju.

"Prekretnica u istraživanju autizma“

Iako nova studija nudi kartu molekularnih puteva kojima se autizam može razviti, ona možda neće pružiti konačne odgovore za svaku osobu s autizmom niti za svaki oblik poremećaja. Istraživanje je, naime, najizravnije relevantno za osobe s teškim oblikom autizma, koje čine oko 30 posto osoba s poremećajem iz spektra autizma.

"To su, primjerice, osobe kojima je potrebna 24-satna skrb“, rekao je Krogan.

Međutim, dodao je da bi rezultati studije o interakcijama između proteina mogli pridonijeti i boljem razumijevanju drugih neuropsihijatrijskih stanja, uključujući shizofreniju, opsesivno-kompulzivni poremećaj i poremećaje s tikovima, kao i drugih bolesti, uključujući rak.