Estudio muestra cómo un gen de riesgo psiquiátrico puede afectar el desarrollo del cerebro
Diagrama esquemático de tres células interconectadas que forman una red. La concentración de calcio y el potencial de membrana se modelan por separado en cada celda. Crédito: Erik Smedler
El estudio, dirigido por el profesor Per Uhln, presenta un modelo y mecanismo de cómo el gen de riesgo CACNA1C puede afectar la función cerebral y el riesgo de enfermedad psiquiátrica.
En el Instituto Karolinska, Departamento de Bioquímica Médica y Biofísica, el profesor Per Uhln y sus colegas han investigado el papel del gen del canal de calcio (Ca2+), CACNA1C, durante el desarrollo del cerebro. Grandes estudios genéticos han demostrado previamente que CACNA1C está relacionado tanto con el trastorno bipolar como con la esquizofrenia, pero aún no se ha resuelto cómo. En circunstancias normales, CACNA1C convierte la actividad eléctrica en señales intracelulares que consisten en cambios transitorios u oscilantes en la concentración de Ca2+ citosólico, lo que regula procesos biológicos críticos en la célula.
Actividad espontánea
El laboratorio de Uhln ha demostrado previamente que las neuronas inmaduras exhiben actividad eléctrica y de Ca2+ espontánea que establece circuitos de red complejos, lo cual es esencial en los procesos en el cerebro en desarrollo, incluida la división celular y la diferenciación celular.
«Demostramos que CACNA1C probablemente juega un papel importante en esa actividad. Usando un modelo matemático, podemos simular tanto la actividad eléctrica como la actividad de Ca2+ en una red celular y estudiar el efecto en la red al ajustar ciertos parámetros», dice el profesor Uhln.
Descubrieron que CACNA1C funciona como un interruptor molecular que puede estimular una extensa actividad en la red. Estas simulaciones también podrían confirmarse mediante un experimento electrofisiológico, en el que la aplicación de una pequeña corriente de 1 pA, correspondiente a un solo canal iónico, fue el punto de inflexión que desencadenó la actividad espontánea de la red.
Anatomía cerebral alterada
Los investigadores también probaron el efecto de anular CACNA1C en el cerebro anterior de ratones, lo que resultó en una menor actividad espontánea en las neuronas no desarrolladas y cambios en el tamaño de regiones específicas del cerebro. Además, encontraron que los ratones mostraron signos de aumento de la ansiedad cuando se eliminó CACNA1C.
«Nuestros resultados brindan información funcional y molecular importante sobre los mecanismos involucrados en el desarrollo del cerebro. Esperamos que estos hallazgos informen el desarrollo de nuevas terapias para pacientes con enfermedades psiquiátricas relacionadas con CACNA1C», dice el profesor Uhln.
En resumen, un modelo y mecanismo de cómo el gen de riesgo CACNA1C puede afectar la señalización celular, el desarrollo del cerebro y el riesgo de enfermedades psiquiátricas enfermedad se demuestran en el estudio.
Explore más
El estudio puede explicar el papel del gen en los principales trastornos psiquiátricos Más información: Erik Smedler et al, La expresión génica alterada de Cacna1c perturba la actividad espontánea de Ca2+ causando un desarrollo cerebral anormal y aumento de la ansiedad, Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias (2022). DOI: 10.1073/pnas.2108768119 Información de la revista: Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias
Proporcionado por el Instituto Karolinska Cita: El estudio muestra cómo un gen de riesgo psiquiátrico puede afectar brain development (2022, 15 de febrero) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-02-psychiatric-gene-afect-brain.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.