Autisme Kesulitan sosial berhubungan dengan

Ringkasan: Para peneliti menyoroti dasar genetik dari perilaku sosial dan fokus pada peran gen GTF2I dalam sindrom Williams dan perbedaannya dalam gangguan spektrum autisme.

Sebuah penelitian yang menggunakan sel induk berpotensi majemuk manusia untuk membuat organoid otak mengungkapkan bahwa perubahan GTF2I dapat menyebabkan perbedaan nyata dalam kemampuan interaksi sosial, sebagaimana dibuktikan dengan peningkatan kematian sel dan cacat sinaptik pada organoid yang tidak memiliki gen ini.

Penemuan ini tidak hanya meningkatkan pemahaman kita tentang variasi perilaku sosial, namun juga membuka pintu bagi pengobatan potensial untuk gangguan sosial yang terkait dengan autisme dan menawarkan harapan baru untuk meningkatkan fungsi sosial. Dengan menjelaskan keseimbangan ekspresi GTF2I, penelitian ini juga berkontribusi pada pemahaman kita tentang evolusi dan kerja sama sosial manusia.

Fakta-fakta kunci:

Peran sentral GTF2I: Gen GTF2I telah diidentifikasi sebagai faktor kunci dalam perilaku sosial yang terkait dengan hipersosialisasi yang diamati pada sindrom Williams dan berbeda dengan autisme.Pengamatan organoid otak: Penelitian yang menggunakan organoid otak menunjukkan bahwa tidak adanya GTF2I menyebabkan masalah signifikan pada perkembangan saraf, termasuk peningkatan kematian sel dan cacat sinaptik.Potensi untuk pengembangan pengobatan: Temuan ini menunjukkan kemungkinan mengembangkan pengobatan yang memodulasi ekspresi GTF2I, yang berpotensi membantu individu dengan autisme meningkatkan interaksi sosial mereka.

Sumber: UCSD

Individu dengan gangguan perkembangan saraf sindrom Williams memiliki kepribadian “pesta koktail”, sedangkan individu dengan perubahan genetik sebaliknya cenderung memiliki sifat autis dan rentan terhadap masalah sosial.

Kini, berkat temuan baru dari para peneliti di Sanford Stem Cell Institute di Universitas California, San Diego, para ilmuwan memiliki pemahaman yang lebih baik tentang alasannya.

Penelitian, diterbitkan pada 27 Februari 2024 Pesan selhal ini dapat membantu menjelaskan perbedaan kepribadian manusia dan bahkan dapat mengarah pada pengembangan pengobatan untuk membantu beberapa individu dengan autisme berfungsi lebih baik di masyarakat.

Namun, manfaat sosial dari sindrom Williams adalah pedang bermata dua. Individu dengan kondisi yang tampaknya paradoks ini tidak mengenal orang asing, sehingga membuat mereka rentan terhadap pelecehan dan intimidasi. Kredit: Berita Neurosains

Sindrom Williams, sering disebut sebagai “kebalikan dari autisme”, adalah suatu kondisi genetik langka yang disebabkan oleh penghapusan sekitar 25 gen di wilayah kromosom 7q11.23. Perubahan ini menciptakan kumpulan gejala seperti penyakit jantung dan keterlambatan perkembangan. Ia dicirikan oleh kepribadian yang sangat menarik dengan keterampilan sosial yang tinggi, banyak bicara, dan kosa kata yang menutupi IQ yang biasanya di bawah rata-rata.

Namun, manfaat sosial dari sindrom Williams adalah pedang bermata dua. Individu dengan kondisi yang tampaknya paradoks ini tidak mengenal orang asing, sehingga membuat mereka rentan terhadap pelecehan dan intimidasi.

Alih-alih menghapus gen di wilayah kromosom 7q11.23, DNA beberapa orang justru ditandai dengan duplikasi, yang mengarah pada perilaku yang sangat bertolak belakang dengan individu dengan sindrom Williams. Mereka yang mengalami perubahan genetik langka yang kontradiktif ini – yang dikenal sebagai sindrom duplikasi 7q11.23 – biasanya mengalami gejala termasuk autisme, fobia sosial, dan mutisme selektif.

Meskipun area genetik yang lebih luas yang mendasari sindrom Williams telah dipelajari sebelumnya, para peneliti UC San Diego berhipotesis bahwa satu gen – GTF2I – sebagian besar bertanggung jawab atas variasi sosial yang terlihat pada kelainan tersebut.

“Saya suka mendeskripsikan gen ini sebagai gen bias,” kata Alysson Muotri, PhD, direktur Pusat Penelitian Sel Punca Orbital Luar Angkasa Terpadu UC San Diego dan penulis utama makalah tersebut. “Tanpa itu, semua orang di dunia ini adalah temanmu.”

Untuk mempelajari lebih lanjut tentang perannya, para peneliti menggunakan sel induk berpotensi majemuk manusia untuk membuat organ mini yang meniru otak manusia selama perkembangan janin—minus GFT2I. Pada usia 2 bulan, organoid otak ini lebih kecil dari organoid GTF2I.

Mereka menemukan bahwa hilangnya gen justru menyebabkan peningkatan kematian sel, penurunan aktivitas listrik, dan kerusakan sinapsis, yaitu koneksi elektrokimia yang memungkinkan neuron berkomunikasi satu sama lain.

Para ilmuwan masih belum sepenuhnya memahami mengapa perubahan pada gen GTF2I memengaruhi otak. Tim berhipotesis bahwa peningkatan kematian sel mengurangi jumlah sel di otak – dan juga aktivitas listriknya. Ada kemungkinan juga bahwa gen tersebut membantu memperbaiki sinapsis, yang berarti bahwa sinapsis yang tidak memiliki sinapsis memiliki lebih banyak sinapsis yang belum diperbaiki.

Bagi sebagian penderita autisme, mereka mengharapkan pengobatan yang lebih baik

Ratusan gen telah dikaitkan dengan autisme, namun GTF2I “adalah satu-satunya gen yang kami tahu mengatur sosialisasi secara lebih langsung,” kata Muotri. Dalam hal sosialitas, sebuah penelitian baru menunjukkan bahwa gen merupakan faktor utama dalam perkembangan otak janin. Individu tanpa sindrom Williams atau sindrom duplikasi 7q11.23—yaitu, sebagian besar dari kita—memiliki dosis gen GTF2I yang seimbang dan tidak hipersosial maupun hipososial.

Temuan dari studi baru ini konsisten dengan penelitian sebelumnya yang menunjukkan hipersosialisasi pada hewan yang kekurangan GTF2I. Misalnya, lalat buah yang tidak memiliki gen tersebut lebih suka makan bersama, tanpa “gelembung sosial” yang biasanya diwajibkan, dan tikus yang gennya dihilangkan lebih ramah daripada tikus kebanyakan.

Selain itu, sungguh luar biasa bahwa perubahan pada gen yang mengontrol fungsi GTF2I – atau mematikannya – setidaknya ikut bertanggung jawab atas sifat kasih sayang dan persahabatan anjing peliharaan dibandingkan dengan serigala liar.

Berkat temuan tim Muotri, harapan mungkin muncul bagi mereka yang menderita autisme terkait GFT2I. Penelitian ini membuka jalan bagi pengembangan potensi obat yang mengatur ekspresinya dan memfasilitasi interaksi sosial pada individu yang terkena dampak.

Perawatan semacam itu juga dapat membantu mereka yang memiliki gen GFT2I normal yang telah “dimatikan” oleh epigenom, yaitu pengatur biokimia yang mengubah cara gen kita diekspresikan selama perkembangan dan sepanjang hidup.

Pekerjaan tim ini juga menyoroti evolusi masyarakat manusia, kata Muotri. Simpanse—kerabat evolusioner terdekat manusia—bersifat sosial, tetapi hanya pada tingkat tertentu, dan lebih suka berurusan dengan beberapa simpanse lain sekaligus. Sebaliknya, masyarakat “menciptakan komunitas besar di mana kita saling percaya tanpa benar-benar mengenal satu sama lain,” katanya. Contoh: “Anda tidak meminta untuk melihat SIM Anda saat Anda naik pesawat.”

GFT2I “kemungkinan besar merupakan salah satu gen yang membantu manusia mencapai keseimbangan aman di mana kita memercayai masyarakat namun terkadang tidak memercayai diri kita sendiri pada tingkat yang sama,” tambahnya. “Ada penyesuaian sosialisasi pada manusia yang tidak Anda lihat pada spesies lain.”

Hasilnya adalah kemampuan untuk berkolaborasi secara efektif—dan kolaborasi tersebut, menurut Muotri, telah menjadi kunci pencapaian terbesar umat manusia: “Jika kita bekerja sama, kita dapat mengirim manusia ke bulan. Saat kita bekerja sama, kita dapat memecahkan kode genom manusia. Karena kami bekerja sama.”

Rekan penulis studi termasuk Jason W. Adams, Annabelle Vinokur, Janaina S. de Souza, Charles Austria, Bruno S. Guerra, Roberto H. Herai dan Karl J. Wahlin, semuanya dari UC San Diego.

Pendanaan: Penelitian ini sebagian didanai oleh National Institutes of Health (hibah R01MH100175, R01NS105969, P01 NICHD033113, MH123828, R01NS123642, R01MH127077, R01ES031AG,0189, R01ES031AG,289, R01ES0336 718 6908, R01HD107788, R01HG012351, R21HD109616, R01MH107367 dan 5T32GM007198, 1- DP2 -OD006495-01), Departemen Pertahanan Amerika Serikat (W81XWH2110306), dan CARTA Fellowship.

Tentang laporan penelitian ilmu saraf sosial, ASD dan genetika ini

Pengarang: Miles Martin
Sumber: UCSD
Kontak: Miles Martin – UCSD
Gambar: Gambar dikreditkan ke Neuroscience News

Penelitian Asli: Akses terbuka.
“Kehilangan GTF2I mempromosikan apoptosis neuron dan pengurangan sinaptik dalam model perkembangan saraf seluler manusia” oleh Alysson Muotri dkk. Pesan sel

Abstrak

Kehilangan GTF2I mempromosikan apoptosis neuron dan pengurangan sinaptik dalam model perkembangan saraf sel manusia

Menyoroti

GTF2IOrganoid -KO menunjukkan perubahan transkriptomik pada fungsi sinaptik dan apoptosisGTF2INenek moyang saraf -KO menunjukkan tingkat proliferasi yang lebih tinggiGTF2I-KO neuron telah mengurangi integritas sinaptik dan meningkatkan apoptosisGTF2I-KO organoid memiliki lebih sedikit protein sinaptik dan aktivitas listrik berkurang

ringkasan

Individu dengan sindrom Williams (WS), kelainan perkembangan saraf yang disebabkan oleh hilangnya 26-28 gen hemizigot pada 7q11.23, secara khas menunjukkan fenotip hipersosial.

Salin variasi nomor dan mutasi pada salah satu gen ini, GTF2I, dikaitkan dengan perubahan sosialitas dan diusulkan untuk mendasari hipersosialitas di WS. Namun kontribusi dari GTF2I perkembangan saraf manusia masih kurang dipahami.

Di sini, model perkembangan saraf seluler manusia, termasuk nenek moyang saraf, neuron, dan organoid kortikal tiga dimensi, dibedakan dari yang diedit oleh CRISPR-Cas9. GTF2I– KO (GTF2I-KO) sel induk berpotensi majemuk untuk menyelidiki perannya GTF2I dalam perkembangan saraf manusia. GTF2INenek moyang -KO menunjukkan peningkatan proliferasi dan perubahan siklus sel.

Organoid kortikal dan neuron menunjukkan peningkatan kematian sel dan disregulasi sinaptik, termasuk disfungsi struktur sinaptik dan penurunan aktivitas elektrofisiologi pada susunan multielektroda.

Temuan kami menunjukkan bahwa perubahan integritas sirkuit sinaptik mungkin menjadi mediator utama hubungan antara perubahan GTF2I dan variasi dalam ekspresi fenotipik sosialitas manusia.