Ekspresi protein MEF2C (hijau) di inti sel saraf (diwarnai dengan protein penanda saraf berwarna merah) di telinga bagian dalam tikus dewasa muda. Nuclei diwarnai dengan Dapi (biru). Gambar milik Dr. Hainan Lang dari Medical University of South Carolina. Kredit: Dr. Hainan Lang, Universitas Kedokteran Carolina Selatan
Tim peneliti lintas disiplin di College of Medicine di Medical University of South Carolina (MUSC) telah menemukan gangguan pendengaran dalam model praklinis gangguan spektrum autisme (ASD). Lebih khusus lagi, para peneliti melaporkan dalam Journal of Neuroscience bahwa mereka mengamati gangguan pendengaran ringan dan cacat pada fungsi saraf pendengaran. Pemeriksaan lebih dekat pada jaringan saraf mengungkapkan sel pendukung abnormal yang disebut glia, degenerasi dan peradangan seperti penuaan. Temuan dari penelitian ini menyoroti pentingnya mempertimbangkan organ sensorik dan interaksinya dengan otak dalam memahami ASD.
Banyak pasien dengan ASD menunjukkan kepekaan yang meningkat terhadap suara. Sementara banyak ilmuwan di masa lalu melihat ke otak untuk penyebab yang mendasarinya, tim MUSC mengambil pendekatan berbeda dengan mempelajari sistem pendengaran periferal.
“Gangguan pendengaran mungkin berdampak pada sistem pendengaran tingkat tinggi dan, pada akhirnya, fungsi kognitif,” kata Hainan Lang, MD, Ph.D., profesor di Departemen Patologi dan Kedokteran Laboratorium di MUSC dan salah satu dari dua penulis senior. studi. Jeffrey Rumschlag, Ph.D., seorang peneliti postdoctoral di Program Penelitian Pendengaran MUSC, adalah salah satu penulis naskah pertama.
Studi sebelumnya tentang gangguan pendengaran terkait penuaan menunjukkan bahwa otak dapat meningkatkan responsnya untuk mengimbangi berkurangnya sinyal pendengaran dari telinga bagian dalam. Lang ingin mengetahui apakah peningkatan ini, yang disebut penguatan sentral, dapat menyebabkan respons otak yang abnormal terhadap suara di ASD. Namun, kendala yang signifikan terletak di jalannya.
“Kami tidak memiliki model yang relevan secara klinis untuk secara langsung menguji pertanyaan mendasar yang penting ini,” katanya.
Model praklinis yang memungkinkan Lang menguji hipotesisnya dikembangkan di laboratorium Christopher Cowan, Ph.D., ketua Neuroscience di MUSC. Tikus dalam model ini hanya memiliki satu salinan gen yang berfungsi yang disebut MEF2C. Kelompok Cowan telah mempelajari MEF2C di masa lalu untuk perannya dalam perkembangan otak dan menemukan bahwa itu penting untuk mengatur pembentukan sirkuit di otak. Mereka menjadi sangat tertarik untuk membuat model praklinis ketika sekelompok pasien dengan gejala mirip ASD diidentifikasi dengan mutasi MEF2C. Model Cowan juga menunjukkan perilaku mirip ASD, termasuk peningkatan aktivitas, perilaku berulang, dan defisit komunikasi.
Kolaborasi Lang dan Cowan dimulai saat mereka mempresentasikan poster berdampingan pada orientasi College of Graduate Studies di MUSC. Laboratorium Lang telah mengidentifikasi regulator molekuler, termasuk MEF2C, penting untuk perkembangan telinga bagian dalam, dan dia melihat model Cowan sebagai sesuatu yang dapat dia gunakan untuk menguji hipotesisnya tentang gangguan pendengaran pada penyakit perkembangan saraf. Cowan dengan antusias setuju, dan tim peneliti mulai menilai kemampuan tikus yang kekurangan MEF2C untuk mendengar.
Mereka pertama kali mengukur respons otak terhadap sinyal pendengaran, menggunakan versi modifikasi dari tes yang biasa digunakan untuk menyaring bayi yang baru lahir untuk gangguan pendengaran. Gangguan pendengaran ringan diamati pada tikus dengan hanya satu salinan kerja MEF2C sementara pendengaran tetap normal pada tikus dengan dua salinan kerja. Untuk menyelidiki kehilangan ini lebih jauh, para peneliti mengukur aktivitas saraf pendengaran, yang membawa sinyal dari telinga bagian dalam ke otak. Mereka menemukan berkurangnya aktivitas saraf ini pada tikus dengan hanya satu salinan MEF2C.
Dengan pandangan mereka tertuju pada saraf pendengaran, para peneliti menggunakan mikroskop canggih dan teknik pewarnaan untuk menentukan apa yang salah. Meskipun penurunan sensitivitas pendengaran secara keseluruhan ringan, para peneliti sangat bersemangat untuk melihat perbedaan besar dalam respons saraf pendengaran. Saraf dari tikus dengan satu salinan MEF2C menunjukkan degenerasi sel seperti yang terlihat pada gangguan pendengaran yang berkaitan dengan usia. Para peneliti juga melihat tanda-tanda peningkatan peradangan, dengan pembuluh darah yang terganggu dan sel kekebalan aktif yang disebut glia dan makrofag. Temuan ini sangat mengejutkan para peneliti.
“Sel glial bukanlah pikiran pertama saya; saya pikir itu adalah perubahan saraf,” kata Lang. “Sekarang kami memahami bahwa aktivitas saraf pendengaran juga dapat melibatkan sistem kekebalan tubuh, dan itulah arah baru yang indah yang ingin terus kami pelajari.”
Cowan juga percaya bahwa temuan tersebut membuka jalan bagi area baru penelitian ilmu saraf.
“Kami lebih menghargai sekarang bahwa ada interaksi penting antara sistem kekebalan di tubuh Anda dan sistem kekebalan di otak Anda,” katanya. “Kedua sistem memainkan peran penting dalam membentuk bagaimana sel-sel sistem saraf berkomunikasi satu sama lain, sebagian, dengan memangkas koneksi yang berlebihan atau tidak tepat yang telah terbentuk, dan ini merupakan aspek penting dari perkembangan dan fungsi otak yang sehat.”
Temuan dari penelitian ini bisa menjadi penting tidak hanya untuk pasien yang kekurangan MEF2C tetapi juga untuk orang dengan ASD atau gangguan pendengaran secara keseluruhan.
“Memahami bagaimana gen ini dapat berpartisipasi dalam perkembangan telinga dan bagaimana perkembangan telinga bagian dalam mempengaruhi perkembangan otak memiliki penerapan yang luar biasa,” kata Cowan.
Dalam penelitian selanjutnya, para peneliti bertujuan untuk menemukan bagaimana tepatnya MEF2C menyebabkan perubahan yang diidentifikasi dalam penelitian ini. Tim peneliti juga berharap dapat mengeksplorasi temuan ini pada pasien dengan defisiensi MEF2C menggunakan tes pendengaran non-invasif.
Lang dan Cowan sama-sama menekankan pentingnya kolaborasi lintas disiplin untuk memungkinkan studi seperti ini berlangsung.
“Kekuatan kolaborasi luar biasa untuk tempat seperti MUSC,” kata Cowan. “Kolaborasi ini, bagi kami, sangat ideal karena Dr. Lang adalah seorang ahli dalam fungsi dan pengembangan pendengaran, sedangkan saya lebih kepada genetika dan pengembangan molekuler. Kolaborasi semacam ini sangat ideal, dan justru itulah yang banyak didorong oleh MUSC. kita untuk berpikir tentang melakukan lebih banyak dan lebih banyak lagi.”
“Dengan kata lain, kami masing-masing memainkan alat musik yang berbeda sehingga, bersama-sama, kami dapat menciptakan harmoni yang lebih baik,” kata Lang.
Kolaborator MUSC lainnya termasuk Jeremy Barth, Ph.D., dari Departemen Pengobatan Regeneratif dan Biologi Sel; Kelly Harris, Ph.D., dan Carolyn McClaskey, Ph.D., dari Departemen Otolaringologi dan Bedah Kepala dan Leher; dan Martin Romeo, Ph.D., dan Silvia Vaena, Ph.D., dari Pusat Kanker MUSC Hollings.
Informasi lebih lanjut: Nathan McChesney et al, Gangguan Saraf Auditori Perifer pada Model Mouse Autisme Sindrom, Jurnal Ilmu Saraf (2022). DOI: 10.1523/JNEUROSCI.0253-22.2022 Disediakan oleh Medical University of South Carolina
Kutipan: Di luar otak: Hubungan antara gangguan pendengaran dan gangguan spektrum autisme (2022, 21 Desember) diambil 21 Desember 2022 dari https://medicalxpress.com/news/2022-12-brain-link-loss-autism-spectrum. html
Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari kesepakatan yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.