Sebuah tim peneliti di Universitas Tel Aviv telah memperluas pemahaman tentang mekanisme biologis yang mendasari autisme genetik, universitas tersebut baru-baru ini mengumumkan.
Studi ini dipublikasikan di jurnal peer-review Kemajuan Ilmu Pengetahuandipimpin oleh Prof. Boaz Barak dan mahasiswa PhD Inbar Fischer dari Sagol School of Neuroscience dan School of Psychological Sciences di TAU, bekerja sama dengan Prof. Ben Maoz dari Departemen Teknik Biomedis TAU di Fakultas Teknik Fleischman dan Prof. Shani Stern dari Departemen Neurobiologi Universitas Haifa.
Laboratorium Barak meneliti penyebab genetik autisme, termasuk mutasi pada autisme betis3 gen, jelasnya.
“Dampak mutasi ini terhadap fungsi neuron otak telah dipelajari secara ekstensif, dan kita tahu bahwa protein yang dikode oleh betis3 memainkan peran sentral dalam mengikat reseptor di neuron, yang penting untuk menerima sinyal kimia yang digunakan neuron untuk berkomunikasi,” kata Barak. “Jadi, kerusakan pada gen ini dapat mengganggu transmisi pesan antar neuron, sehingga mengganggu perkembangan dan fungsi otak. Dalam penelitian ini, kami berusaha menjelaskan mekanisme lain yang sebelumnya tidak diketahui yang menyebabkan mutasi pada betis3 gen mengganggu perkembangan otak, menyebabkan autisme.”
Tim menggunakan model tikus hasil rekayasa genetika dengan a betis3 mutasi yang mencerminkan hal itu pada manusia dengan autisme jenis ini. Mereka fokus pada dua komponen otak: sel otak non-neuronal (glia) yang disebut oligodendrosit dan mielin yang dihasilkannya, yang belum banyak dipelajari dalam konteks ini.
Mereka menemukan mutasi tersebut menyebabkan gangguan ganda pada perkembangan dan fungsi otak, kata Fischer.
“Pertama, pada oligodendrosit, seperti pada neuron, betis3 protein sangat penting untuk mengikat dan memfungsikan reseptor yang menerima sinyal kimia,” katanya. “Ini berarti cacat protein yang terkait dengan autisme mengganggu transmisi pesan ke sel-sel pendukung penting ini.”
Kedua, jelasnya, produksi mielin terganggu ketika fungsi dan perkembangan oligodendrosit terganggu.
“Myelin yang rusak tidak dapat mengisolasi akson neuron dengan baik, sehingga mengurangi efisiensi transmisi sinyal listrik antar sel otak dan sinkronisasi aktivitas listrik antar wilayah otak yang berbeda,” katanya. “Dalam model kami, kami menemukan kerusakan mielin di beberapa area otak, yang mempengaruhi perilaku hewan.”
Tim mengeksplorasi pengobatan potensial dan berharap dapat mengembangkan terapi untuk manusia. Mereka mengambil oligodendrosit dari tikus dengan mutasi SHANK3 dan memasukkan DNA yang mengandung manusia normal betis3 urutan.
Tujuannya
“Tujuan kami adalah memungkinkan gen normal mengkode protein fungsional, yang menggantikan protein yang rusak, akan mengembalikan perannya dalam sel,” kata Fischer. “Setelah pengobatan, sel-selnya menunjukkan keadaan normal betis3 protein, memungkinkan pengikatan reseptor fungsional. Perlakuan genetik memperbaiki situs komunikasi oligodendrosit, yang penting untuk perkembangan dan fungsi oligodendrosit yang tepat sebagai produsen mielin.”
Studi ini mengidentifikasi dua mekanisme otak baru yang terlibat dalam autisme yang disebabkan secara genetis: kerusakan pada oligodendrosit dan kerusakan selanjutnya pada mielin yang dihasilkannya, kata Barak.
“Mengakui pentingnya gangguan mielin pada autisme—baik terkait dengan betis3 gen atau tidak—membuka jalur baru untuk memahami mekanisme otak yang mendasari autisme dan untuk pengobatan di masa depan,” simpulnya.
Penelitian ini didukung oleh hibah kepada Barak dari Fritz Thyssen Stiftung, Israel Science Foundation, Federasi Masyarakat Biokimia Eropa, dan Institut Psikobiologi Nasional di Israel.
