Publikacja badaczy Wydziału Biologii UW dotycząca roli mitochondriów w mechanizmie powstawania autyzmu

15 10 2024

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 Pracowni Neurobiologii Molekularnej (Instytut Zoologii Doświadczalnej) pod kierunkiem dr hab. Magdaleny Dziembowskiej. Do jej zespołu należeli także dr inż. Bożena Kuźniewska, dr inż. Marta Magnowska, mgr inż. Aleksandra Stawikowska, mgr Jacek Miłek, mgr inż. Patrycja Wardaszka. 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.