Los objetos familiares pueden prevenir comportamientos similares al autismo en un modelo de ratón
Resumen gráfico. Crédito: DOI: 10.1016/j.neuron.2022.02.001
La aparición de rasgos de autismo puede deberse a diferentes factores, como el entorno y los antecedentes genéticos de una persona. Los investigadores de FMI y sus colaboradores de Novartis demostraron que exponer ratones con una mutación de autismo a un nuevo entorno puede desencadenar comportamientos similares al autismo a través de una señalización defectuosa en el cerebro. Sin embargo, agregar objetos familiares al entorno puede rescatar estos defectos, lo que sugiere que las terapias conductuales que involucran características familiares pueden ayudar a prevenir la aparición de rasgos de autismo en personas predispuestas.
Cada persona en el espectro del autismo es única, y los rasgos autistas pueden diferir significativamente incluso entre hermanos con antecedentes genéticos similares. Para investigar los factores que podrían contribuir a la aparición del autismo, los investigadores del grupo Caroni y sus colegas del FMI y los Institutos Novartis para la Investigación Biomédica se propusieron estudiar ratones que portan una mutación en el gen SHANK3.
SHANK3 codifica una proteína que ayuda a las neuronas a comunicarse en todo el cerebro. Las mutaciones en este gen se han asociado con el autismo y la discapacidad intelectual, y las deleciones de la región cromosómica que contiene SHANK3 conducen al síndrome de Phelan-McDermid, una afección caracterizada por discapacidad intelectual, problemas del habla y autismo.
La Los resultados, publicados en Neuron el 25 de febrero, muestran que exponer ratones con la mutación SHANK3 a un nuevo entorno puede desencadenar comportamientos similares al autismo, incluidos problemas con la participación social y movimientos repetitivos en exposiciones posteriores. Estos defectos son el resultado de una señalización cerebral defectuosa que crea una memoria a largo plazo de no involucrarse en un contexto desconocido. Sin embargo, agregar objetos familiares al entorno en la primera exposición puede rescatar los defectos de comportamiento y de señalización cerebral.
«Nadie esperaba que experimentar un contexto novedoso tuviera un impacto tan importante en el compromiso, y que esto puede ser prevenirse al incluir objetos familiares», dice el autor principal del estudio, Pico Caroni. Los hallazgos pueden tener implicaciones para las personas autistas. «Podría ser posible expandir la zona de confort de una persona con autismo introduciendo cosas familiares en un entorno nuevo», dice Caroni.
Probar el compromiso
Primero, los investigadores colocaron ratones durante 10 minutos en un entorno nuevo: una caja grande y vacía que los animales nunca habían visto antes. Luego, devolvieron a los ratones a sus jaulas de origen. Después de 24 horas, los investigadores volvieron a colocar los ratones en la caja, que esta vez contenía un objeto u otro ratón. Los ratones de control sin la mutación SHANK3 exploraron el objeto e interactuaron con el ratón extraño, pero los que tenían la mutación SHANK3 no lo hicieron. En cambio, los ratones SHANK3 mostraron comportamientos egocéntricos, como acicalarse y movimientos repetitivos, un rasgo central del autismo.
Sin embargo, si se les pidiera a los ratones SHANK3 que interactuaran con otro ratón o un objeto poco después de su primera exposición al nuevo entorno , lo hicieron a niveles comparables a los de los ratones de control. Entonces, los investigadores se propusieron investigar qué sucede en el cerebro de los ratones SHANK3 después de su primera exposición a un nuevo entorno.
Los científicos sabían que la señalización del mensajero químico de la dopamina involucrado en el movimiento, la recompensa y el control emocional durante un período de 12 a 15 horas después de una experiencia particular es importante para la consolidación de la memoria a largo plazo en áreas específicas del cerebro. La liberación de dopamina en una región del cerebro involucrada en la recompensa y el movimiento, llamada cola del cuerpo estriado, también es una señal de enseñanza para la retirada.
Los investigadores encontraron que en los ratones SHANK3, las señales de dopamina en la cola del cuerpo estriado se inducían cuando los ratones exploraron objetos mucho más grandes que los ratones de control. La prevención de la señalización de dopamina en esta área del cerebro rescató los problemas de participación que se observaron cuando los ratones se volvieron a exponer al entorno desconocido. Estos hallazgos sugieren que una memoria inducida en la cola del cuerpo estriado por niveles elevados de dopamina da como resultado una interacción reducida con objetos u otros ratones. «La señalización de dopamina en el primer encuentro puede ser parte de la maquinaria de señalización que conduce a la memoria a largo plazo de no participar en ese contexto», dice Caroni.
Experimentos adicionales mostraron que en ratones de control, la actividad de un grupo de neuronas que se proyectan desde la corteza prelímbica, un área del cerebro involucrada en el compromiso social, hasta la cola del cuerpo estriado media el compromiso con objetos u otros ratones después de que los animales se exponen a un nuevo entorno. El equipo encontró que la activación de estas neuronas en ratones SHANK3 evitó la falta de compromiso de los animales con sus compañeros.
Características familiares
Luego, los investigadores repitieron las pruebas de compromiso, pero esta vez agregó objetos con los que los ratones estaban familiarizados, como ropa de cama fresca, durante la primera exposición de los roedores al nuevo entorno. Cuando la exposición inicial al nuevo contexto incluyó objetos familiares, los ratones SHANK3 interactuaron con sus compañeros de la misma manera que lo hicieron los ratones de control, y los niveles de dopamina en la cola del estriado no aumentaron demasiado.
«Insistencia en cosas familiares es un sello distintivo del autismo, y aquí mostramos que agregar algo familiar a un contexto novedoso es suficiente para eliminar el fenotipo en ese contexto», dice Caroni.
Cómo la presencia de características familiares se traduce en señales en el cerebro aún no está claro. Los científicos han sabido que las personas autistas tienden a reaccionar de forma exagerada a los estímulos sensoriales como la luz, el tacto o el sonido. Caroni especula que estos problemas sensoriales pueden influir en la forma en que se percibe un nuevo entorno cuando no hay caras u objetos familiares, lo que lleva a la abstinencia en exposiciones posteriores al mismo entorno.
Los investigadores también encontraron que los ratones SHANK3 tenían menos problemas de comportamiento de los esperados si crecieran en un recinto estimulante, lleno de juguetes, ruedas para correr y otros enriquecimientos. Ahora, el equipo de Caroni está investigando si los hallazgos se generalizan a otros ratones con mutaciones relacionadas con el autismo.
Esta colaboración de investigación destaca los beneficios de la estrecha interacción entre los Institutos de Investigación Biomédica de Novartis y el FMI, que permitió la investigadores aprovechar las fortalezas de investigación de la FMI para abordar cuestiones científicas fundamentales que pueden ser de interés para Novartis.
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Gen del autismo relacionado con déficits cerebrales y de comportamiento en ratones Más información: Sebastian Krttner et al, La ausencia de familiaridad desencadena las características del autismo en un modelo de ratón a través de una cola de Señalización del estriado y la corteza prelímbica, Neuron (2022). DOI: 10.1016/j.neurona.2022.02.001. www.sciencedirect.com/science/ … ii/S0896627322001088 Información del diario: Neuron
Proporcionado por el Instituto Friedrich Miescher para la Investigación Biomédica Cita: Los objetos familiares pueden prevenir comportamientos similares al autismo en un modelo de ratón (2022, febrero 28) obtenido el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-02-familiar-autism-like-behaviors-mouse.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.