Spatiotemporal kartläggning av hjärnans utveckling vid Timothy-syndrom med enkelcells- och helhjärns-3D-avbildning

Vår hjärna utvecklas genom en noggrant tidsstyrd process där unga nervceller bildas, förflyttar sig till rätt plats och kopplas samman till intrikata nätverk. När denna process störs kan det leda till allvarliga utvecklingsstörningar. En sådan sjukdom är Timothy syndrom (TS), en sällsynt men svår genetisk störning som ofta är kopplad till autismspektrumtillstånd. TS orsakas av mutationer i genen som påverkar flödet av kalcium i nervceller, en signal avgörande för deras tillväxt och kommunikation. Trots att genen är känd saknas fortfarande en tydlig förståelse för hur dessa mutationer påverkar hjärnans utveckling. En stor utmaning är att hjärnans processer sker i tre dimensioner, men forskare har traditionellt studerat dem i tvådimensionella snitt eftersom mikroskop inte kan ”se” in i hela, intakta hjärnor. Därför har vi hittills endast haft en fragmenterad bild av hur nervceller växer och organiseras. I detta projekt kommer jag att använda en ny teknik, nyligen utvecklad i vårt laboratorium, som gör hela hjärnor genomskinliga så att de kan undersökas i sin naturliga form. Jag kommer också att vidareutveckla metoden för att upptäcka flera molekyler samtidigt, vilket ger en mer komplett bild av hjärnans organisation. Genom att kombinera genetiska modeller med 3D mikroskopi kommer projektet att avslöja hur en enda mutation kan omforma hjärnans utveckling och fördjupa vår förståelse av tillstånd som autism, något som kan bana väg för bättre diagnostik och mer riktade behandlingar