Convergența și divergența dezvoltamentală în modelele de celule stem umane ale autismului

Conform nature.com, două decenii de studii genetice asupra tulburării din spectrul autismului (ASD) au identificat peste 100 de gene cu mutații rare de risc. În ciuda acestei heterogenități substanțiale, analizele transcriptomice și epigenetice au evidențiat modele convergente de dereglementare în creierul post-mortem al persoanelor cu ASD.

👉 Colecție extinsă de celule stem pentru studii ASD

Pentru a identifica mecanismele comune și distincte ale mutațiilor asociate cu ASD, am adunat o mare colecție de pacienți de celule stem pluripotente induse umane (hiPS), constând din 70 de linii de celule hiPS, selectate după o atentă controlare a calității, reprezentând 8 mutații asociate cu ASD, ASD idiopatic și 20 de linii provenind de la persoane de control neafectate.

👉 Analiza organoidelor corticale umane și validarea moleculară

Folosind aceste linii de celule hiPS, am generat organoizi corticale umani, realizând profilare prin secvențiere RNA la patru puncte distincte în timp, până la 100 de zile după diferențierea in vitro. Primele puncte în timp au avut cele mai mari modificări specifice mutației, dar diferite mutații au convergent pe schimbări transcripționale comune pe măsură ce dezvoltarea avansa.

Am identificat o rețea comună de interacțiuni RNA și proteine, care a fost îmbogățită cu gene de risc pentru ASD și se presupune că a determinat modificările observate în expresia genelor. Screening-ul CRISPR–Cas9 al acestor regulatori transcripționali candidați în progenitorii neuronali umani induși a validat efectele moleculare convergente observate în aval.

Aceste date ilustrează modul în care riscul asociat formelor de ASD definite genetic poate propaga prin intermediul regulării transcripționale pentru a afecta căile deregulate convergent, oferind o nouă perspectivă asupra impactului convergent al riscului genetic ASD asupra neurodezvoltării umane.