Yhdysvaltalaistutkijat ovat onnistuneet poistamaan geenimutaation, joka aiheuttaa Pitt-Hopkinsin oireyhtymänä tunnetun kehityshäiriön.
Nature-lehden raportin mukaan tutkijat löysivät oireyhtymän taustalla olevan geenin taannuttamalla Pitt-Hopkinsin oireyhtymää sairastavan ihosoluja kantasoluiksi ja siten kypsyttämällä niistä aivosoluja.
Seuraavaksi aiotaan testata, tehoaisiko hoito myös jo elävän ihmisen täysin kehittyneisiin aivoihin.
Dominoilmiö kampittaa aivojen kehityksen
Pitt-Hopkinsin oireyhtymä on toisinaan autismikirjoon luettava synnynnäinen sairaus. Oireyhtymästä kärsivillä voi olla monen asteisia kehityshäiriöitä, ja he oppivat usein puhumaan ja kävelemään tavallista myöhempään.
Vuosituhannen vaihteesta asti oireyhtymän aiheuttajaksi on epäilty geeniä, joka tunnetaan nimellä transkriptiotekijä 4 eli TCF4.
TCF4-geenillä on ratkaiseva rooli aivojen kehityksessä, koska sen tehtävänä on kertoa muille geeneille, pitääkö niiden aktivoitua vai ei.
Jos TCF4-geenissä on virhe eli mutaatio, se voi saada aivojen kehityksessä aikaan dominoilmiön, jossa muut geenit saavat virheellisiä viestejä eikä aivojen kehitys suju normaalisti.
Tutkijat selvittivät uudessa raportissa juuri tätä yhteyttä.
He eristivät ensin Pitt-Hopkinsin oireyhtymää sairastavalta ihosoluja. Sen jälkeen ihosolut manipuloitiin taantumaan kantasoluiksi, jotka myöhemmin saatiin kypsymään aivosoluiksi.
Lopuksi tutkijoilla oli käytössään oikeita ihmisaivoja rakenteeltaan ja toiminnaltaan muistuttava aivojen miniversio eli kolmiulotteinen aivo-organoidi.
Mutaatio jätti aivot pieniksi ja keskeneräisiksi
Mutatoituneiden miniaivojen ja terveiden aivojen ero kävi ilmi nopeasti.
"Ilman mikroskooppiakin voitiin nähdä, missä aivo-organoideissa oli mutaatio", sanoo päätutkija Alysson R. Muotri.
"Miniaivot" oikealla on kasvatettu Pitt-Hopkinsin oireyhtymää sairastavan soluista. Ne ovat pienemmät eivätkä niin kehittyneet kuin vasemmalla olevat terveet aivot.
Mikroskooppikuvasta ilmeni, että TCF4-mutaatiosta kärsivät aivot olivat selvästi pienemmät ja niissä hermosolujen eli neuronien kehitys oli monin paikoin kesken.
Neuronit pitkine viejähaarakkeineen huolehtivat aivoissa viestien välittämisestä aivojen eri osista toisiin.
Tutkijat uskovat, että Pitt-Hopkinsin oireyhtymää sairastavien älyllinen kehitysvammaisuus ja heikko motoriikka johtuvat keskeneräisistä neuroneista.
Lisäkokeet osoittivat, että TCF4-geenin mutaation vuoksi aivoissa tyntyi liian vähän kahta ainetta, jotka ohjeistavat neuroneita kasvamaan ja järjestäytymään aivoissa.
Geenterapia antaa toivoa
Tutkijat testasivat kahta tapaa korjata TCF4-mutaatiota.
Toinen hoito oli geneettinen, ja se muutti suoraan TCF4-geeniä niin, että siinä ei päässyt syntymään haitallista mutaatiota.
Toinen hoito koostui entsyymiä salpaavasta aineesta, joka edisti kantasolujen kasvua.
Kumpikin hoito näytti tehoavan, ja miniaivot kehittyivät niiden jälkeen paremmin.
Seuraavaksi tutkijat aikovat selvittää, voitaisiinko samoja hoitomenetelmiä käyttää turvallisesti elävän ihmisen soluihin.