Nasza publikacja w czasopiśmie „EMBO Molecular Medicine”

Dziesięć zespołów, w tym badacze z Pracowni Neurobiologii Molekularnej Wydziału Biologii UW, przeprowadziło badania, które potwierdziły potencjalną rolę mitochondriów w etiologii autyzmu. Publikacja ten temat ukazała się w czasopiśmie „EMBO Molecular Medicine”.

Artykuł zatytułowany „Mutation in the mitochondrial chaperone TRAP1 leads to autism with more severe symptoms in males” jest wynikiem współpracy naukowców z Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego (WUM), Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej (IIMCB) oraz Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN.

Zaburzenia ze spektrum autyzmu (ASD) są częstsze u mężczyzn niż u kobiet i mają podłoże genetyczne, chociaż zazwyczaj są one wynikiem interakcji wielu genów. Istnieją jednak przypadki, w których pojedyncza mutacja genetyczna jest bezpośrednią przyczyną ASD. Naukowcy z Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego (prof. Rafał Płoski i dr Małgorzata Rydzanicz) zidentyfikowali nową mutację u pacjenta z ASD, który posiada zdrowego brata bliźniaka (jednojajowego), co wskazuje że mutacja powstała de novo i nie jest obecna u rodziców. Opisana mutacja dotyczy genu TRAP1, który koduje białko mitochondrialne z rodziny chaperonin HSP90. Tę samą mutację odkryto niezależnie u innego polskiego pacjenta z ASD, tym razem odziedziczoną od zdrowej matki.

Dla lepszego zrozumienia wpływu zidentyfikowanej mutacji na organizm, konieczne było stworzenie modelu badawczego. Genetycznie modyfikowane myszy zostały skonstruowane przez badaczy z Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej (grupę prof. Andrzeja Dziembowskiego i pracownie usługowe IIMCB). Następnie badania prowadzone w Instytucie Nenckiego potwierdziły zaburzone zachowania społeczne myszy, szczególnie samców, co dowodzi, że mutacja w genie TRAP1 faktycznie może prowadzić do ASD. Dalsze badania przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Warszawskiego (grupę kierowaną przez prof. UW Magdalenę Dziembowską) umożliwiły dogłębne zrozumienie efektów tej mutacji. Myszy z mutacją TRAP1 miały zmienioną morfologię i funkcjonowanie synaps, co wpływa na przekazywanie sygnału w neuronach. Ponadto, zaobserwowano zmniejszoną liczbę mitochondriów synaptycznych oraz zmiany w metabolizmie mitochondrialnym w komórkach mózgu.

Te odkrycia są pierwszym dowodem na związek zaburzonej homeostazy białek mitochondrialnych spowodowanej mutacją w genie TRAP1 i ASD. Wskazują one również na rolę mitochondriów w etiologii ASD i sugerują, że dalsze badania nad regulacją metabolizmu mitochondrialnego mogą przyczynić się do rozwoju skuteczniejszych terapii.

Na Wydziale Biologii UW prace były prowadzone w naszej pracowni. W konstrukcję genetycznie modyfikowanej myszy zaangażowana była dr hab. prof. ucz. Ewa Borsuk z Zakładu Embriologii.

Badania są obecnie kontynuowane w ramach grantu NCN OPUS 26 pt. „Interwencja dietetyczna w leczeniu autyzmu o podłożu genetycznym w modelu mysim” kierowanego przez dr inż. Bożenę Kuźniewską.