4 Minute
Cercetătorii de la Stanford Medicine raportează că activitatea excesivă în nucleul talamic reticular (RTN) poate determina comportamente asociate tulburării din spectrul autist într-un model pe șoareci. Prin utilizarea farmacologiei experimentale și a neuromodulării proiectate, echipa a suprimat hiperactivitatea în această regiune cerebrală care filtrează informațiile senzoriale și a inversat multiple semne asemănătoare autismului la șoareci, inclusiv crize epileptice, hiperreactivitate senzorială, comportament repetitiv, hiperactivitate și scăderea interacțiunilor sociale. Credit: Shutterstock
Context științific
Talamusul și cortexul formează un releu senzorial central care modelează modul în care creierul interpretează semnalele externe. RTN este un nucleu inhibitor mic care filtrează semnalele între talamus și cortex, reglând atenția și filtrarea senzorială. Studii clinice și pe animale anterioare au asociat circuitul talamo-cortical cu autismul, dar rolul specific al RTN rămânea neclar. Folosind un model genetic pe șoareci care nu are gena Cntnap2, cercetătorii au investigat dinamica neuronală în RTN în timp ce monitorizau comportamentul pentru a identifica cum se leagă schimbările locale de activitate de fenotipurile asemănătoare autismului.
Detalii ale experimentului și metode
Înregistrare și corelare comportamentală
Echipa a înregistrat activitatea de descărcare a neuronilor din RTN la șoareci liberi în mișcare și a corelat pattern-urile de activitate cu reacțiile la stimuli vizuali și tactili și cu interacțiunile sociale. La șoarecii knockout pentru Cntnap2, neuronii RTN au prezentat rate anormal de ridicate de activitate de bază și activate de stimul, precum și explozii spontane care uneori au precipitat crize convulsive.
Intervenții: medicament și neuromodulare DREADD
Pentru a testa causalitatea, cercetătorii au aplicat două intervenții complementare. Mai întâi, au administrat un medicament experimental anti-convulsiv, Z944, care reduce excitabilitatea RTN; tratamentul a normalizat descărcările neuronale și a remediat deficitele comportamentale. În al doilea rând, au folosit neuromodulare chimogenetică bazată pe DREADD pentru a suprima sau activa selectiv neuronii RTN. Suprimarea hiperactivității RTN a inversat comportamentele asemănătoare autismului în model, în timp ce creșterea artificială a activității RTN la șoareci sănătoși a produs modificări comportamentale similare, demonstrând control bidirecțional.
Descoperiri cheie și implicații
Studiul, publicat în Science Advances și condus de autorul senior John Huguenard și autorul principal Sung-Soo Jang, indică faptul că hiperactivitatea RTN poate fi suficientă pentru a produce un set de simptome relevante pentru autism la șoareci. Rezultatele evidențiază și suprapuneri mecanistice între autism și epilepsie: susceptibilitatea la convulsii este mult mai ridicată în rândul persoanelor cu autism decât în populația generală, iar Z944 și compuși înrudiți sunt cercetați pentru tratarea epilepsiei. Țintirea circuitelor RTN ar putea oferi astfel o oportunitate dublă de a reduce atât crizele, cât și simptomele comportamentale esențiale la unii indivizi.
Tehnologii conexe și perspective viitoare
Acest lucru ilustrează cum neuromodularea țintită, fie farmacologică, fie prin receptori (DREADD), poate investiga și inversa disfuncțiile de circuit. Transpunerea acestor rezultate la om va necesita teste de siguranță, identificarea subgrupurilor de pacienți cu fiziopatologie legată de RTN și dezvoltarea de modulatori clinici viabili sau abordări de neuromodulare, cum ar fi stimularea focalizată a creierului sau farmacologia selectivă.
Perspective ale experților
Dr. Maria Alvarez, neurocercetătoare specializată în tulburări de circuit, comentează: "Acest studiu reprezintă o dovadă de principiu importantă. Reduce o problemă complexă — diversitatea comportamentală a autismului — la un nod de circuit manipulabil. Deși șoarecii nu sunt oameni, rolul RTN în filtrarea senzorială îl face o țintă terapeutică convingătoare pentru cercetări translaționale ulterioare."
Concluzie
Studiul de la Stanford identifică nucleul talamic reticular ca un locus de circuit nou, a cărui hiperactivitate produce comportamente asemănătoare autismului la șoareci. Prin inversarea acelei hiperactivități cu un medicament experimental antiseizure și cu neuromodulare chimogenetică, cercetătorii au corectat multiple deficite comportamentale, subliniind o legătură neurobiologică comună între autism și epilepsie și indicând noi direcții pentru terapii țintite.
Sursa: scitechdaily
Comentarii