Opinión: Nuevos modelos para los TEA
WIKIMEDIA, FOTOEDUKACJALa complejidad del cerebro humano, con miles de tipos de células diferentes y redes de comunicación especializadas, permite el desarrollo de sofisticados repertorios de comportamiento, como el lenguaje, la autoconciencia, el aprendizaje cultural y las interacciones sociales. Sin embargo, la sofisticación del cerebro humano puede tener un costo: los trastornos del neurodesarrollo, como los trastornos del espectro autista (TEA), pueden afectar drásticamente la capacidad de una persona para funcionar en la sociedad.
Las personas que padecen TEA pueden ser vulnerable y dependiente. Lo más intrigante es su capacidad para experimentar su entorno. Las personas con autismo pueden molestarse cuando las burbujas de jabón explotan, por ejemplo, o cuando ciertas prendas tocan su piel. Un árbol de Navidad puede parecerle a una persona con TEA más impresionante que una colisión de estrellas. Las personas con TEA tienen una curiosidad intrínseca y el aprendizaje es una adición constante a una memoria olvidadiza. Algunos son sabios, con dones extraordinarios que desafían a los investigadores’ comprensión lógica.
Las personas con TEA se caracterizan principalmente…
Intuitivamente, el método más directo para estudiar el cerebro humano en desarrollo es sondear directamente el órgano vivo. Desafortunadamente, esto no es práctico ni satisfactorio, al menos no con la resolución de las tecnologías actuales. Y por obvias razones éticas, este enfoque no es apropiado para la manipulación experimental.
Los científicos también examinan tejidos post mortem. Esta estrategia ha producido hallazgos emocionantes sobre trayectorias de desarrollo inusuales en los cerebros de niños autistas. Pero también presenta su propio conjunto de desafíos, incluido el hecho de que los materiales de estudio son un recurso extraordinariamente escaso.
Los investigadores de ASD se basan en modelos animales y, con mayor frecuencia, en ratones modificados genéticamente que imitan ciertas características de ASD. Pero por mucho que los roedores y los humanos compartan algunos puntos en común básicos, también existen diferencias inherentes en sus antecedentes genéticos, sistemas inmunológicos, circuitos cerebrales y comportamiento. La falta de fiabilidad del modelo de ratón ha ralentizado el progreso de la traducción en los TEA, ya que la gran mayoría de los fármacos probados en ratones no han funcionado en humanos.
La reciente aparición de modelos de células madre humanas, como las células madre pluripotentes inducidas (iPSCs), ha ofrecido herramientas prometedoras para arrojar luz sobre hitos celulares y moleculares clave asociados con los TEA, revelando nuevas oportunidades terapéuticas para tratar los trastornos. Estas iPSC pueden convertirse en neuronas y desarrollarse aún más en modelos in vitro. Los minicerebros desarrollados en laboratorio se pueden estudiar en busca de revelaciones sobre características bioquímicas o celulares específicas que probablemente ocurran dentro de los cerebros en desarrollo de las personas con TEA. Estos modelos pueden estar expuestos a posibles factores ambientales dañinos y posibles tratamientos.
Sin embargo, existen serias limitaciones que superar. Las neuronas en un plato no reproducen las intrincadas redes neuronales del cerebro humano. La escasez de datos sobre el neurodesarrollo humano normal es un factor importante para recrear modelos cerebrales de TEA más realistas en el laboratorio. Los avances en la ingeniería de tejidos pueden eventualmente permitir a los investigadores construir microcircuitos neuronales humanos que reproduzcan algunas de las interacciones dinámicas que tienen lugar. Estos microcircuitos vivientes serían una especie de modelo in vitro-in vivo de un cerebro en un chip que permitiría a los neurocientíficos observar y manipular sistemas completos, con poder predictivo.
A pesar de estas limitaciones, se han producido avances notables. se han hecho en los últimos años, ofreciendo una perspectiva sin precedentes del desarrollo temprano del cerebro y cómo las cosas pueden salir mal.
Por ejemplo, mi laboratorio ha utilizado iPSCs derivados de personas con TEA para examinar cómo las alteraciones genéticas específicas conducen a la disfunción neuronal. Es importante destacar que hemos podido rescatar neuronas derivadas de ASD con productos químicos candidatos, revirtiendo los defectos neuronales de vuelta a la normalidad, lo que apunta a aplicaciones de descubrimiento de fármacos. Y con la ayuda de las redes sociales, ahora estamos liderando un estudio llamado Proyecto Hada de los Dientes, en el que extraemos células de los dientes de leche donados por las familias de niños con TEA y las reprogramamos para convertirlas en células cerebrales en pleno funcionamiento. Estas células cerebrales muestran las anomalías específicas relevantes para el niño que donó el diente, lo que podría conducir a tratamientos específicos, adaptados a la patología autista específica de cada paciente.
Estas son todavía las primeras etapas de exploración de estas técnicas. , y queda mucho trabajo por hacer. Pero todos estos modelos, combinados con financiamiento de investigación priorizado para acelerar los avances en biología de sistemas, simulaciones computacionales, imágenes del cerebro humano y genética de poblaciones, sugieren que el futuro de la investigación del autismo es brillante.
Alysson R. Muotri es profesor asociado en los departamentos de Pediatría y Cellular & Medicina Molecular de la Universidad de California, Facultad de Medicina de San Diego y Rady Childrens Hospital San Diego.
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