Las bases genéticas de la actividad cerebral pueden diferir en el autismo
ARRIBA: ISTOCK.COM, antoniokhr
Los niveles de expresión de ciertos genes que rastrean la actividad cerebral varían entre las personas con autismo y las personas sin autismo. compañeros, según un nuevo estudio. Muchos de los genes afectados codifican proteínas importantes para el desarrollo del cerebro, particularmente en las neuronas que amortiguan la actividad cerebral.
Estudiar las diferencias en la expresión génica relacionada con la actividad en el cerebro podría ayudar a iluminar las vías que más contribuyen al autismo. dice la co-investigadora principal Genevieve Konopka, profesora asociada de neurociencia en el Centro Médico Southwestern de la Universidad de Texas en Dallas.
Los resultados son producto de un enfoque que compara las mediciones de la actividad cerebral a partir de estudios de imágenes con la expresión génica. datos de muestras de cerebro post mortem. El estudio es uno de los primeros en utilizar la expresión génica post mortem de personas con autismo y evaluar cómo esos patrones de expresión génica podrían informar fenotipos relevantes para el autismo, dice Konopka. Investigaciones anteriores que utilizaron este enfoque encontraron 38 genes que están asociados con la actividad cerebral, 9 de los cuales están relacionados con el autismo, pero se basaron completamente en muestras post mortem de donantes no autistas.
Eso le da a los hallazgos un nivel adicional de especificidad cuando se trata de comprender la biología del autismo, dice Richard Bethlehem, investigador asociado del Centro de Investigación del Autismo de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido, que no participó en el estudio.
Konopka y sus colegas analizaron patrones de expresión génica en 11 regiones de la corteza cerebral para 360 personas con autismo y 302 controles no autistas, de 2 a 67 años de edad. Los datos de expresión génica provinieron de PsychENCODE, un repositorio de datos genómicos en muestras de cerebro post mortem.
Konopka y su equipo estudiaron detenidamente los datos de imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI) de un depósito llamado Autism Brain Imaging Data Exchange. Examinaron los patrones de actividad cerebral en estado de reposo en las 11 regiones del cerebro de 1316 personas, 710 de las cuales tenían autismo. Los participantes tenían entre 5 y 64 años de edad y eran predominantemente hombres tanto en el grupo de autismo (79 por ciento) como en el grupo de control (87 por ciento).
El equipo identificó 415 genes cuya expresión se correlacionaba de manera diferente con la actividad cerebral. en personas autistas versus no autistas. Los hallazgos aparecieron en junio en Nature Communications.
En el grupo no autista, los 415 genes se dividen en tres grupos distintos: los que se expresan mucho en la edad adulta, los que se expresan mucho en la edad temprana desarrollo, y los expresados a una tasa plana a lo largo de la vida. Los grupos autistas y no autistas muestran cambios similares en la expresión génica a lo largo del tiempo tanto en el desarrollo temprano como en los grupos de genes estables, pero las personas autistas muestran un retraso en la regulación positiva de los genes en el grupo de adultos en comparación con sus pares no autistas.
El grupo de adultos está enriquecido con genes importantes para un subconjunto de interneuronas inhibidoras, que amortiguan la actividad cerebral. Por el contrario, el grupo de desarrollo temprano está enriquecido con genes relevantes para las neuronas excitatorias, demostraron Konopka y su equipo. Juntos, los resultados se suman a la evidencia de un desequilibrio de inhibición a excitación en el autismo. Ambos grupos están altamente expresados en la corteza visual, lo que sugiere un papel descomunal para esta área del cerebro en el autismo, entre el número limitado de regiones del cerebro que examinaron los investigadores.
En general, hay mucha evidencia de la biología molecular. La perspectiva de que los mecanismos aberrantes y los procesos de desarrollo aparecen muy temprano en el autismo, dice Jakob Seidlitz, becario postdoctoral en el Brain-Gene-Development Laboratory de la Universidad de Pensilvania en Filadelfia, que no participó en el estudio. Debido a que investigaciones anteriores se han centrado en la expresión génica en cerebros adultos, el aspecto de desarrollo del artículo fue realmente convincente.
El estudio es innovador e importante, pero los hallazgos deben interpretarse con precaución, dice Konrad Wagstyl, Sir Investigador de bienvenida en el University College London en el Reino Unido A pesar de las diferencias en los patrones de expresión génica entre personas autistas y no autistas, las diferencias en la actividad cerebral entre los dos grupos fueron pequeñas. Necesitamos pensar detenidamente sobre cómo la neuroimagen puede impulsar nuestra comprensión del autismo, dice Wagstyl.
Konopka y su equipo están ampliando su análisis para incluir más regiones del cerebro. También planean usar la secuenciación de genes de una sola célula para identificar los tipos de células con patrones de expresión de genes atípicos. Está surgiendo evidencia, por ejemplo, de que los astrocitos, las células de soporte del cerebro, juegan un papel importante en el autismo. Si realiza la secuenciación del ARN de una sola célula, puede extraer la expresión génica de esos tipos de células individuales, dice Konopka.
Este artículo se publicó originalmente en Spectrum , el sitio líder en noticias de investigación sobre el autismo.