Autismin kirjon lapsi jää syrjään muiden leikeistä mahdollisesti siitä syystä, että seura ei tuota hänelle aivojen motivaatiojärjestelmässä samanlaista palkintoa kuin muilla lapsilla. Kuva: Shutterstock
Autismin kirjon lapsi jää syrjään muiden leikeistä mahdollisesti siitä syystä, että seura ei tuota hänelle aivojen motivaatiojärjestelmässä samanlaista palkintoa kuin muilla lapsilla. Kuva: Shutterstock

Koe valaisee palkintohormoni dopamiinin osuutta paitsi autismissa myös adhd:ssä.

Autismi on neurobiologinen keskushermoston kehityshäiriö, jonka perimmäistä syytä ei varmasti tunneta, mutta geneettisen alttiuden arvellaan vaikuttavan sen puhkeamiseen.

Nyt tutkijat ovat siirtäneet autistisella lapsella havaitun, dopamiinijärjestelmän toimintaan liittyvän geenimuutoksen laboratoriohiirille – ja hiiret alkoivat käyttäytyä hiiren mittapuulla autistisesti.

”Tässä voi olla yksi mekanistinen perusta joillekin käytösmuutoksille, joita havaitaan autismikirjon lapsilla ja tarkkaavaisuushäiriö adhd:stä kärsivillä lapsilla, ainakin joillakin potilailla”, tutkimuksen johtaja, yhdysvaltalaisen Alabaman yliopiston kirurgian professori Aurelio Galli kertoo tiedotteessa.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Kyseessä on niin sanottu de novo -mutaatio. Lapsen kummallakaan vanhemmalla ei siis ollut genomissaan muutosta, vaan mutaatio tapahtui vanhemman siittiö- tai munasolussa tai jo hedelmöittyneessä munasolussa.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Kyseinen geeni koodaa aivoproteiinia nimeltään dat. Se osallistuu motivaatiohormoni dopamiinin kuljetukseen aivoissa.

Esimerkiksi ihmisen halutessa jotakin dopamiinisolut alkavat erittää dopamiinia viejähaarakkeidensa päästä synapsirakoon, joka on viejähaarakkeen ja vastaanottavan hermosolun välissä. Synapsiraossa lilluva dopamiini välittää jonkin viestin tälle vastaanottavalle hermosolulle.

Dat-proteiinia on solukalvolla viejähaarakkeen päässä. Sen tehtävä on imeä dopamiini synapsiraosta takaisin viejähaarakkeeseen, jolloin vastaanottava neuroni lakkaa ottamasta dopamiiniviestiä vastaan.

Tavallisesti dopamiini viipyy synapsiraossa vain hetken, kun dat-proteiini pumppaa sen heti takaisin.

Dopamiinijärjestelmä säätelee fyysistä aktiivisuutta, motivaatiota, tarkkaavaisuutta ja palkituksi tulemisen tunnetta.

Niinpä mitä tahansa havaittua ongelmaa dopamiinin välitysketjussa tutkitaan kiihkeästi, jotta voitaisiin löytää syitä ja hoitokeinoja muiden muassa Parkinsonin tautiin, huumeriippuvuuteen, kaksisuuntaiseen mielialahäiriöön, tarkkaavaisuushäiriöön ja myös autistikirjon ongelmiin.

Kyseinen geenivirheen vuoksi dat-proteiinissa aminohappo numero 356 on korvautunut toisella aminohapolla. Tätä mutaatio-datia kutsutaan nimellä dat t356m.

Aiemmin Galli kollegoineen siirsi tämän virhegeenin banaanikärpäseen.

Banaanikärpäsmutantit liikkuivat aktiivisemmin kuin tavalliset kärpäset, pelkäsivät herkästi ja kärsivät myös pakkoliikkeistä. Niiden sosiaalisuus muistutti autisteja banaanikärpästen mittapuulla.

Bakteereilla tehdyt kokeet vihjasivat, että dat t356m -mutaatioproteiini toimisi päinvastoin kuin normaali dat-proteiini. Sen sijaan että se imisi dopamiinia synapsiraosta takaisin solukalvon suojiin se pumppaisikin dopamiinia solusta ulos.

Kun tietää dopamiinin voiman kaikenlaisessa säätelyssä, tällaisen virheen voi helposti ajatella johtavan monenlaiseen häiriöön. Saajasolu siis vastaaottaa pyytämättä ja yllätyksenä ylimäärin dopamiiniviestintää, ja dopamiinisolu taas tuhlailee arvokasta dopamiinia.

Nyt uudessa tutkimuksessa Galli kumppaneineen testasi asiaa tiettävästi ensimmäistä kertaa nisäkkäillä, siis hiirillä.

Dat t356m -hiiret olivat ylivilkkaita. Ne myös tekivät paljon spontaaneja pakkoliikkeitä, kuten nousivat toistuvasti takajaloilleen.

Niitä ei kiinnostanut sosiaalisuus muiden hiirten kanssa.

Tutkijoiden mukaan tämä voi johtua siitä, että dopamiinirataan normaalisti liittyvä motivointimekanismi ei toimi kunnolla. Hiiret eivät siis kehitä itselleen sosiaalisuutta, koska niillä ei ole motivaatiota siihen.

Myöskään laboratoriohiirille tyypillinen marmorikuulien hautaaminen ei dat t356m -hiiriä kiinnostanut, mikä puhuu sen puolesta, että geenimuutos vie mukanaan motivaation.

Dopamiinirata ja motivaatio eivät liity vain jonkin toiminnan aktiiviseen suorittamiseen.

Usein jonkin tavoitteen saavuttaminen edellyttää sitä, että pystyy hillitsemään mielihalunsa ja impulssinsa ja on kärsivällisesti paikoillaan. Esimerkiksi kalastajan tai metsästäjän pitää pysyä pitkään ja liikkumatta väijyssä.

Tutkijat kytkevät hiirten pakkoliikkeet ja toistuvat takajaloilleen nousemiset tähän. Dopamiiniradan kemiallisten ongelmien vuoksi niillä ei ole kehittynyt kunnollista motivaatiota siihen, että ne pystyisivät hillitsemään edes heikkoja kehonsa impulsseja.

Kun dat t356m -hiirille annettiin aineita, jotka vähentävät dat-proteiinin aktiivisuutta, hiirten hyperaktiivisuus väheni.

Lääkekehityksen kannalta tämä voi olla lupaavaa.

”Seuraavaksi pitäisi tutkia, voiko datin blokkaaminen poistaa myös ylivilkkautta monimutkaisempia käytöshäiriöitä, joita havaitaan dat t356m-eläimillä”, Galli sanoo.

Hiirillä havaittiin käytösmuutoksia vain, jos ne olivat saaneet virhegeenin molemmilta vanhemmiltaan.

Tutkimus julkaistiin Journal of Clinical Investigation -lehdessä.

Sisältö jatkuu mainoksen alla