Amerikaanse onderzoekers zijn erin geslaagd een genmutatie te verwijderen die een vorm van autisme, het Pitt-Hopkinssyndroom, veroorzaakt.
Door huidcellen van Pitt-Hopkinspatiënten om te vormen tot stamcellen en vervolgens tot hersencellen, vonden de onderzoekers het gen achter de aandoening, aldus een verslag in Nature.
De volgende stap is te testen of de behandeling ook werkt op hersenen in levende mensen.
Dominogen gooit hersenontwikkeling omver
Het Pitt-Hopkinssyndroom is een aangeboren ontwikkelingsstoornis in het autismespectrum. Patiënten hebben in enige mate een ontwikkelingsachterstand, en meestal duurt het lang voor kinderen met de diagnose leren praten en lopen.
Sinds de millenniumwisseling vermoeden onderzoekers dat Transcriptiefactor 4 – het gen TCF4 – aan de basis ligt van het syndroom.
Het gen speelt een cruciale rol in de ontwikkeling van de hersenen omdat het andere genen vertelt of ze geactiveerd moeten worden of niet.
Als TCF4 defect is, kan dit een domino-effect hebben op de hersenontwikkeling doordat andere genen de verkeerde boodschappen krijgen en de hersenen zich dus niet normaal ontwikkelen.
Dit verband wilden de wetenschappers van het nieuwe rapport ook onderzoeken.
Bij patiënten met het Pitt-Hopkinssyndroom namen ze cellen af, die ze ombouwden tot stamcellen. En die groeiden weer uit tot hersencellen.
Uiteindelijk hadden de onderzoekers een miniversie van de menselijke hersenen die zowel in structuur als in werking op elkaar lijken: driedimensionale hersenorganoïden.
Mutatie veroorzaakt kleine, onaffe hersenen
Het verschil tussen de gemuteerde minihersenen en de normale werd al snel duidelijk.
‘Zelfs zonder microscoop kon je zien welke hersenorganoïden de mutatie hadden,’ zegt Alysson R. Muotri, die het onderzoek leidde.
Rechts zie je de ‘minihersenen’ van iemand met het Pitt-Hopkinssyndroom. Ze zijn kleiner en minder ontwikkeld dan de gezonde hersencellen links.
Onder de microscoop bleken de TCF4-gemuteerde hersenkopieën veel kleiner te zijn, en hun zenuwcentra – de neuronen – waren niet overal volledig ontwikkeld.
Neuronen zijn hersencellen met veel zenuwen die cruciaal zijn voor het vermogen van het brein om boodschappen rond te sturen.
De onderzoekers denken dat de verminderde intelligentie en motoriek van de Pitt-Hopkinspatiënten te wijten zijn aan de onvoltooide neuronen.
Door de mutatie van het TCF4-gen werd er bovendien te weinig aangemaakt van twee stoffen die neuronen groei-instructies geven en een plek in de hersenen wijzen.
Gentherapie biedt hoop op genezing
De onderzoekers testten twee manieren om de TCF4-mutatie te verhelpen.
De ene behandeling was genetisch en veranderde het TCF4-gen zelf zo, dat het de verkeerde mutatie niet meer maakte.
Bij de tweede behandeling gebruikten de onderzoekers een enzymremmer die de stamcellen beter laat groeien.
Beide behandelingen waren succesvol, en de minihersenen ontwikkelden zich na de proeven veel beter.
De onderzoekers gaan nu bekijken of het veilig is om de behandelingen op levende menselijke cellen toe te passen.