Ny forskning om vad som händer i hjärnan vid autism

Varje gång vi lär oss något nytt förändras hjärnan. Nervceller skickar signaler till varandra, kopplingar förstärks och nya minnen lagras.

Men vad är det egentligen som styr den processen?

Det är en av de frågor som Onur Dagliyan, forskare vid Karolinska Institutet, försöker besvara. Med stöd från Hjärnfonden – finansierat genom Team Rynkeby Skolloppet – studerar hans forskargrupp ett protein som kan spela en viktig roll vid autismspektrumtillstånd.

Hjärnan består av miljarder nervceller som kommunicerar med varandra i komplexa nätverk. När vi lär oss något nytt aktiveras nervcellerna och en rad processer startar inne i cellerna.
För att minnen ska kunna bildas måste rätt proteiner produceras vid rätt tidpunkt inne i nervcellerna.

– Vi studerar hur nervceller förändrar sitt beteende när de aktiveras, säger Onur Dagliyan.

När en nervcell blir aktiv slås vissa gener på och andra av. RNA-molekyler bildas och olika proteiner förändras. Tillsammans avgör dessa processer hur starka kopplingarna mellan nervcellerna blir.

– Man kan nästan säga att vi försöker följa den konversation som nervceller har med varandra när hjärnan lär sig något nytt.

I projektet fokuserar forskarna på ett protein som heter Ythdc1. Det finns i hjärnans nervceller och hjälper cellen att styra hur genetisk information används för att producera andra proteiner.

Genetiska studier har visat att mutationer i genen för Ythdc1 förekommer hos personer med autismspektrumtillstånd och räknas till en grupp gener som är starkt kopplade till autism.

Det betyder inte att proteinet ensamt orsakar autism – men det kan vara en viktig del av pusslet.

– Innan vi kan förstå vad som är annorlunda i hjärnan vid autism måste vi först förstå hur det här proteinet fungerar i en frisk hjärna, säger Dagliyan.

Han beskriver Ythdc1 som en slags inkörsport till ett större forskningsområde.

– Lika viktigt som vad man studerar är hur man studerar det. För att verkligen förstå hur ett protein fungerar måste vi kunna följa dess mekanismer i tid och rum. Därför behöver vi studera ett protein i taget på djupet. Ythdc1 fungerar som en modell som kan hjälpa oss förstå hur nervceller förändras när de aktiveras.

Kunskapen kan sedan användas för att studera andra proteiner som styr hur hjärnan lär sig. För att förstå vad Ythdc1 gör i hjärnan använder forskarna bland annat musmodeller.

För att ta reda på hur proteinet fungerar använder forskarna musmodeller där genen kan stängas av. När proteinet saknas ser forskarna tydliga effekter.

Mössen får svårare att lära sig ny information och deras nervceller har svårare att stärka kopplingarna mellan varandra – en process som är avgörande för hur hjärnan lagrar minnen.

Forskarna ser också förändringar i hjärnans elektriska rytmer, så kallade gammaoscillationer.

– Hjärnans celler behöver arbeta i takt med varandra. När rytmen störs påverkas förmågan att bearbeta information, säger Dagliyan.

Autism är ett komplext tillstånd där många olika gener kan vara inblandade. Men flera av dessa gener verkar påverka samma signalvägar i hjärnan.

Genom att förstå hur dessa signalvägar fungerar hoppas forskarna kunna hitta mekanismer som är gemensamma för olika former av autism.

På sikt kan kunskapen också bidra till bättre behandlingar.

– När vi förstår hur nervceller lär sig kan vi börja rita kartan som andra forskare kan använda för att utveckla nya behandlingar, säger Dagliyan.

Projektet finansieras genom Hjärnfonden med medel från Team Rynkeby Skolloppet, där barn och unga runt om i landet samlar in pengar till hjärnforskning.

Den här typen av forskning är grundläggande. Den ger ny kunskap om hur hjärnan fungerar på molekylär nivå.

– Stödet ger bränsle till vår forskningsmotor, säger Dagliyan. Tack vare de här pengarna kan vi inte bara köpa in utrustning och reagenser till labbet utan också ha riktigt bra medarbetare på plats.

Genom sitt engagemang hjälper deltagarna i Team Rynkeby Skolloppet forskare att ta nya steg mot att förstå hjärnan – och på sikt också hur olika hjärntillstånd kan behandlas.