اوتیسم زمینه ژنتیکی بسیار پیچیده‌ای دارد و صدها ژن می‌توانند در افزایش احتمال آن نقش داشته باشند. پژوهش تازه که در مجله Science منتشر شده، به‌جای بررسی جداگانه هر ژن، تلاش کرده تصویری از شبکه‌ای ارائه دهد که پروتئین‌های حاصل از این ژن‌ها درون سلول تشکیل می‌دهند.

پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا در سان‌فرانسیسکو ۱۰۰ ژن با شواهد قوی ارتباط با اوتیسم را انتخاب کردند. آن‌ها پروتئین‌های ساخته‌شده توسط این ژن‌ها را وارد سلول کردند و سپس بررسی کردند هرکدام با چه پروتئین‌های دیگری برهم‌کنش دارد. حاصل کار شناسایی بیش از ۱۸۰۰ برهم‌کنش پروتئین‌ـ‌پروتئین بود که حدود ۸۷ درصد آن‌ها پیش‌تر گزارش نشده بودند.

نکته مهم این بود که بسیاری از ژن‌هایی که در نگاه اول عملکردهای کاملاً متفاوتی داشتند، در نهایت به مجموعه‌های پروتئینی مشترکی متصل می‌شدند. به بیان دیگر، اوتیسم ممکن است صدها نقطه شروع ژنتیکی متفاوت داشته باشد، اما بخشی از این مسیرها در سطح مولکولی به نقاط مشترکی برسند.

پژوهشگران سپس ۵۴ جهش بیماری‌زای برگرفته از بیماران را بررسی کردند تا ببینند این جهش‌ها چگونه شبکه پروتئینی را تغییر می‌دهند. برای پیش‌بینی ساختارهای مولکولی نیز از AlphaFold استفاده شد و برخی از یافته‌ها در مدل‌های انسانی، از جمله ارگانوئیدهای مغزی، آزمایش شدند.

یکی از نمونه‌های مهم مربوط به پروتئین FOXP1 بود که در رشد مغز نقش دارد. جهش‌های مرتبط با اوتیسم در FOXP1 می‌توانستند برهم‌کنش آن را با FOXP4 مختل کنند. آزمایش روی ارگانوئیدهای مغزی نشان داد این تغییر می‌تواند بر شکل‌گیری نورون‌های قشر مغز و فعالیت عصبی اثر بگذارد.

پژوهشگران همچنین ساختار و ارتباط میان مجموعه دیگری از پروتئین‌ها، از جمله DCAF7 و DYRK1A، را بررسی کردند و توانستند جزئیات تازه‌ای از نحوه قرار گرفتن اجزای این ماشین‌های مولکولی در کنار یکدیگر به دست آورند.

اهمیت اصلی پژوهش در مفهوم همگرایی مولکولی است. اگر جهش‌های مختلف در نهایت یک مجموعه پروتئینی یا مسیر سلولی مشترک را مختل کنند، شاید در آینده لازم نباشد برای تک‌تک جهش‌های ژنتیکی درمانی جداگانه طراحی شود. در برخی موارد ممکن است هدف قرار دادن همان نقطه مشترک مولکولی بتواند برای گروه بزرگ‌تری از افراد مفید باشد.

بااین‌حال این مطالعه به معنای کشف درمان اوتیسم نیست. پژوهش فعلی عمدتاً یک نقشه زیستی و ابزاری برای تولید فرضیه‌های تازه است و هنوز باید مشخص شود کدام یک از این نقاط مولکولی واقعاً اهداف درمانی ایمن و مؤثری هستند. تمرکز پژوهشگران نیز به‌ویژه بر موارد اوتیسم با نیازهای حمایتی بسیار بالا، ناتوانی ذهنی شدید، محدودیت زبانی و مشکلات همراهی مانند صرع است.

این پژوهش در مجموع تصویری پیچیده‌تر اما منسجم‌تر از زیست‌شناسی اوتیسم ارائه می‌دهد: صدها تغییر ژنتیکی متفاوت ممکن است مستقل از یکدیگر عمل نکنند، بلکه در سطح پروتئین‌ها به تعداد بسیار کمتری از شبکه‌های مشترک برسند.