در طول سال ها مطالعه، ژن های بیشماری شناسایی شده اند که با اختلال طیف اتیسم (ASD) در ارتباط هستند. ما یک ایده کلی درباره رفتار ژن ها داریم، این در حالیست که دانستن و مطالعه آنچه در سطح سلولی رخ می دهند، تاکنون بسیار دشوار بوده است.

محققان این دانشگاه موفق به ترسیم نقشه ی بیان ژنی درون تک سلولهای عصبی اخذ شده از مغز کودکان فوت شده مبتلا به اتیسم شده اند. نتایج این مطالعه نشان دهنده تفاوت های بالقوه ای است که می توانند نشان دهنده ی دلیل ناتوانی برخی از این سلول ها در برقراری اتصال صحیح با یکدیگر باشند.

 

بی دلیل نیست که اتیسم به عنوان یک طیف شناخته می شود. در این اختلال هم تفاوت هایی از نظر شدت دیده می شود و هم  مجموعه ی متنوعی از ویژگی ها در این طیف وجود دارند، که شرایط را برای شناخت این اختلال، فوق العاده پیچیده می کنند به طوری که ما هنوز در تلاش برای فهم آن هستیم.

 

با این حال، علی رغم ترکیب پیچیده ژن ها و تأثیر عوامل محیطی که به نظر می رسد مسئول ASD هستند، برخی از عوامل همیشگی و ثابت هستند. برای مثال، بین ژن های خاصی گفتمانی وجود دارد که خود را در طول رشد عصبی نشان میدهند.

 

این گفتگوهای ژنتیکی نقشه کلی بیان ژنی (transcriptome) نامیده می شود. با استفاده از بافتهای گرفته شده از ناحیه هایی مانند قشر پیشانی و مخچه کودکان فوت شده مبتلا به اتیسم، نقشه ی کلی بیان ژنی مورد اندازه گیری قرار گرفته است، و نشان دهنده اختلافی معنی دار بین مغز افرادی با تشخیص ASD و افراد بدون این اختلال، است.

 

 

جمع آوری نقشه کلی بیان ژنی از نمونه های بافت، مانند استراق سمع صحبت های نامفهوم و هیجان زده ی یک جمع در یک مهمانی است. این نقشه کلی در تشخیص ASD استفاده می شود، اما آنچه که محققان واقعا میخواستند شنیدن صدای یک مهمان خاص در مهمانی بود، یعنی پیدا کردن آن ژن های خاص.

 

بخشی از علت ایجاد اوتیسم می تواند به خاطر نورون هایی باشد که در تلاش خود برای اتصال به یکدیگر دچار مشکل هستند. بنابراین اگر ما به دنبال یافتن ارائه درمان های موثری برای ASD هستیم،  مهم است که تعریفی برای ترجمه ی ژنتیکی منحصر به فرد این اختلال در سطح سلولی بیابیم،

 

آرنولد کریگستاین، متخصص مغز و اعصاب می گوید:

 

 شناسایی تغییرات ژنتیکی که در زمان لقاح یا در داخل رحم اتفاق می افتد، برای درک علل اتیسم مهم است، اما بعید است که این دانش منجر به دستیابی به اهداف درمانی مفیدی شود. اگر می خواهیم هر نوع درمانی برای این کودکان ارائه دهیم، هدف ما باید بر جلوگیری از تغییر یافتن مدارهای مغزی متمرکز باشد.

 

استخراج یک نقشه کلی بیان ژنی از یک سلول هدف، به هیچ وجه کار آسانی نیست، به همین دلیل است ما مشابه آن را قبلا ندیده ایم. نویسنده ی علمی UCSF نیکلاس ویلر برای نشان دادن سختی این کار (استخراج ژن های مختلف از نورون)، توصیف فوق العاده ای ارائه کرده است، به گفته ی وی:

 

    این کار مانند انجام بازی جینگا با قطعات ژله است (به جای قطعات چوبی).

 

بنابراین تیم تحقیقی، به جای تلاش برای بازکردن یک کلاف در هم تنیده، RNA را از هسته های ایزوله شده ی نورون ها استخراج کردند. لازم به ذکر است که این نورون ها از نمونه های بافت قشر فریز شده (snap-frozen)، در حین تشریح اجساد ۱۵ کودک و نوجوان مبتلا به اوتیسم و ۱۶ نفر بدون این بیماری گرفته شده است. سپس آنها انوع سلولها را بر اساس شاخص های بیان ژنی که به دنبال آن بودند، شناسایی کردند.

 

از آنجا که تشنج در میان کودکان مبتلا به اوتیسم بسیار شایع است، برای مقایسه از افراد مبتلا به صرع نیز نمونه های بافتی گرفته شد.

 

با در اختیار داشتن حدود ۱۰۰۰۰۰ هسته ی نورون، تیم تحقیقی توانست تفاوتهای موجود در بیان ژنهایی را شناسایی کنند که با ارتباط بین نورون ها از طریق سیناپس ها، مرتبط هستند.

 

به طور خاص، سلول های منفردی که در بروز این مکالمات غیر عادی دخیل بودند، در لایه های بالایی نئوکورتکس قرار گرفته بودند، از جمله نورون هایی که شاخ و برگ های خود را به مناطق (لایه های) دیگر نیز گسترش داده بودند، همچنین میکروگلیاها -که سلول هایی دفاعی بوده و سیگنالی ارسال نمیکنند ولی نحوه اتصالات نورونی را مدیریت میکنند.

 

این مقایسه ها همچنین تایید کردند که بین شدت ASD و درجه بیان ژن های کلیدی در این نوع سلول ها، ارتباط وجود دارد.

 

در حال حاضر محققان ایده های بهتری دارند از این که کدام سلول ها در مغز ژن های مرتبط با اتیسم را به وسیله ی روش های مهمی بیان می کنند. احتمالا مطالعات آینده آسانتر به ما نشان خواهد داد که آنها دقیقا چه کاری انجام میدهند، و چرا مغز افراد مبتلا به ASD به این شیوه ارتباط برقرار کند

 

مهمتر از همه، این است که این مطالعات می توانند به درمان افرادی که برای مقابله با برخی از ویژگی های چالش برانگیزتر این شرایط تلاش می کنند، منجر شود.