Diferentes formas de autismo tienen problemas opuestos con las células precursoras del cerebro
ARRIBA: ISTOCK.COM, koto_feja
Las células primordiales que dan origen a la mayoría de las otras células cerebrales no proliferan de manera típica en personas autistas y eso podría explicar cómo los rasgos comunes emergen de una variedad de orígenes genéticos, según un nuevo estudio.
La idea de que el autismo interrumpe la proliferación de células precursoras neuronales no es nueva, pero hasta ahora, pocos estudios tenían investigó cómo surge esa diferencia.
En el nuevo estudio, los científicos crearon células precursoras neuronales a partir de células de la sangre del cordón umbilical de cinco niños autistas de 4 a 14 años y, para que sirvieran como controles, sus hermanos no autistas o personas no autistas no emparentadas. Tres de los niños autistas tienen casos idiopáticos, en los que no existe una causa genética conocida para su autismo; los otros dos tienen deleciones en 16p11.2, una región cromosómica relacionada con el autismo y otras condiciones neuropsiquiátricas. Tres de los niños autistas tienen macrocefalia, o una cabeza grande.
Los precursores neuronales de los niños autistas proliferaron de forma atípica, según descubrieron los científicos. Entre los niños con macrocefalia, este crecimiento se aceleró, dando lugar a entre un 28 y un 55 por ciento más de células que en los controles sin autismo después de seis días. Por el contrario, las células de los otros dos niños, ambos con autismo idiopático, crecieron más lentamente y más de esas células murieron, produciendo de 40 a 65 por ciento menos células que en los controles después de seis días.
A pesar del hecho de que estos individuos son genéticamente distintos, especialmente los individuos idiopáticos, es asombroso que tengan un proceso de desarrollo común, disfunción y control de la proliferación, dice el investigador co-líder del estudio Emanuel DiCicco-Bloom, profesor de neurociencia, biología celular y pediatría en la Universidad de Rutgers en Piscataway, Nueva York. Jersey.
Esta superposición sugiere que este problema con el control de la proliferación es un mecanismo común y generalizable en el autismo, agrega.
El gen MAPK3, que codifica una enzima importante en el crecimiento y desarrollo del cerebro , se encuentra dentro de 16p11.2. Expuestos a menos de la forma activa de las enzimas, ERK1 fosforilado (P-ERK1), los precursores neurales en los dos niños con deleciones 16p proliferaron más, encontraron los científicos. Ocurrió lo contrario en los niños con más P-ERK1.
La exposición de precursores altamente prolíficos al factor de crecimiento de fibroblastos básico (bFGF), que estimula la vía ERK, condujo a una reducción del 15 al 30 por ciento en la síntesis de ADN en esas células en comparación con los controles; las células con proliferación reducida, sin embargo, vieron un aumento del 15 al 20 por ciento. Esta discrepancia sugiere que la proliferación atípica se debe a cambios en la señalización celular.
Las células madre derivadas de las células sanguíneas de los niños con autismo idiopático, paso intermedio para generar células precursoras, proliferaron normalmente, mientras que las de los niños con deleciones 16p11.2 mostraron mayor proliferación. Los científicos detallaron sus hallazgos el 26 de mayo en Stem Cell Reports.
Estoy muy entusiasmado con la idea de convergencia entre variantes de riesgo para trastornos psiquiátricos, en este caso, idiopático y 16p11.2, dice Kristen Brennand, profesora de psiquiatría y genética en la Universidad de Yale, que no participó en esta investigación. Incluso si la dirección y la magnitud de los efectos son diferentes, es intrigante que se esté afectando la misma vía.
Los resultados reflejan lo que a veces se denomina el efecto Goldilocks en la genética del autismo, [en el que] aumenta o disminuye la dosis o la actividad del mismo gen pueden conducir al riesgo de autismo u otro trastorno del neurodesarrollo, dice Jeremy Veenstra-VanderWeele, profesor de neuropsiquiatría del desarrollo en la Universidad de Columbia, que no participó en el estudio.
Estos hallazgos sugieren que este podría ser el caso de la proliferación de células precursoras neuronales en general y quizás también de la respuesta a FGF básico e incluso a la señalización de ERK en algunos individuos, dice.
La mayor parte de la interrupción en el desarrollo cerebral en personas con autismo probablemente ocurre prenatalmente pero se manifiesta durante la niñez, dice DiCicco-Bloom. Los resultados apuntan a una forma potencial de diagnosticar el autismo antes en la infancia mediante la extracción de células sanguíneas, la generación de células precursoras neurales y el examen de si proliferan de forma atípica. Entonces, las intervenciones podrían emplearse antes, dice DiCicco-Bloom.
Y la investigación de cómo el autismo altera la actividad de enzimas como P-ERK1 podría conducir a medicamentos o herramientas moleculares para reparar anomalías funcionales, lo que podría tener un impacto , aunque esto está muy lejos en el futuro, dice DiCicco-Bloom. Ya existen medicamentos dirigidos a P-ERK1, por lo que algún día los ensayos clínicos podrían probar dichos medicamentos en niños autistas que tienen problemas conocidos con esta enzima, dice.
A continuación, los investigadores planean estudiar a más niños con enfermedades idiopáticas autismo, así como aquellos con formas sindrómicas de la afección, como el síndrome de X frágil, el síndrome de Rett y el complejo de esclerosis tuberosa, para ver si también ocurren problemas con la proliferación neural en todos estos escenarios, dice DiCicco-Bloom.
Otros experimentos futuros deberían incluir el seguimiento de estas células precursoras durante más tiempo para evaluar la formación de neuronas más maduras, o incluso organoides, dice Veenstra-VanderWeele.
Estoartículo se publicó originalmente el 10 de junio en Spectrum, el sitio líder de noticias sobre investigación del autismo.