Łączność strukturalna jako obrazowanie endofenotypów zaburzeń ze spektrum autyzmu

Zaburzenia ze spektrum autyzmu (ASD) to wysoce dziedziczne zaburzenie neuropsychiatryczne. U dzieci i młodzieży na całym świecie częstość występowania ASD szacuje się na 0,6%. Zrozumienie mechanizmu biologicznego tego zaburzenia może potencjalnie ułatwić szybką, dokładną i spersonalizowaną terapię. Dysfunkcja obwodów czołowo-skroniowych może wyjaśniać zaburzenia językowe w ASD. Ponadto dowody sugerują, że nieprawidłowość obwodów korowo-prążkowiowo-wzgórzowych może być związana z deficytami społecznymi. Jednak bardzo niewiele wiadomo, w jaki sposób zmiany w tych dwóch obwodach są związane ze zmiennością genotypów. Poprzednie doniesienia na temat ASD za pomocą obrazowania metodą rezonansu magnetycznego (MRI) wykazały zmianę struktury mózgu. Niedawny postęp w neuroobrazowaniu wykazał, że łączność strukturalna określonych obwodów jest lepsza od analizy regionalnej pod względem większej penetracji efektów genetycznych i lepszego wyjaśnienia wariancji behawioralnej. Dlatego jest prawdopodobne, że obrazowanie połączeń może służyć jako skuteczne endofenotypy, które łączą manifestację kliniczną (fenotypy) i zmienne biologiczne (genotypy). W ciągu ostatnich pięciu lat nasze laboratorium opracowało wiodące na świecie techniki obrazowania z wykorzystaniem widma dyfuzyjnego i zastosowało je w badaniach klinicznych nad ASD, schizofrenią, udarem mózgu i padaczką. Doświadczenie kliniczne i mocne strony techniczne stanowią dla nas mocną podstawę do rozszerzenia genetyki obrazowania, mającej na celu określenie skutecznych endofenotypów ASD. Dlatego celem tego projektu jest walidacja połączeń strukturalnych obwodów czołowo-skroniowych i korowo-prążkowiowo-wzgórzowych jako skutecznych endofenotypów obrazowania ASD. W szczególności badacze osiągną cel poprzez serię walidacji. Po pierwsze, badacze wykażą, że powiązania strukturalne w dwóch docelowych obwodach rzeczywiście różnią się między grupami pacjentów z ASD, zdrowym rodzeństwem i neurotypami. Po drugie, badacze wykażą u rodzeństwa neurotypowego i zdrowego, że zmienione powiązania strukturalne związane z zaburzeniami społecznymi i językowymi są rzeczywiście różne u nosicieli genów ryzyka, tj. odpowiednio CNTNAP2 i SLC25A12. Na koniec badacze wykażą u wszystkich uczestników, że zmienione powiązania strukturalne są powiązane z odpowiednimi różnicami behawioralnymi w funkcjach społecznych i językowych. Ten dwuletni projekt jest badaniem kohortowym składającym się z trzech grup, a mianowicie pacjentów, zdrowego rodzeństwa i grup kontrolnych dobranych pod względem wieku, płci i ręczności. Grupa pacjentów i rodzeństwa liczyła po 20 chłopców w wieku 10-15 lat, a grupa kontrolna liczyła 40 chłopców. Badanie obejmuje ocenę zachowania (test IQ, ocena neuropsychologiczna i kliniczna), badanie MRI (MRI struktury i obrazowanie widma dyfuzyjnego pod kątem połączeń strukturalnych) oraz skanowanie genomu (konkretnie geny kandydujące związane z funkcją językową, tj. SLC25A12, oraz do funkcji społecznej, tj. CNTNAP2). Podsumowując, jest to pierwszy kohortowy projekt dotyczący genetyki obrazowania na Tajwanie. Powodzenie tego projektu ułatwi postęp neuronauki translacyjnej na Tajwanie. Metodologia walidacji endofenotypu będzie chętnie rozszerzana na inne choroby psychiczne.