Al identificar un defecto de señalización clave dentro de una estructura de membrana específica en todas las células, los investigadores de la Universidad de California en Irvine creen que han encontrado un posible biomarcador confiable para diagnosticar ciertas formas de autismo y un posible objetivo terapéutico.
El Dr. J. Jay Gargus, Ian Parker y sus colegas del Centro de Investigación y Traducción del Autismo de la UCI examinaron biopsias de piel de pacientes con tres tipos genéticos muy diferentes del trastorno síndrome de X frágil y esclerosis tuberosa 1 y 2. Descubrieronque un proceso de señalización de calcio celular que involucra el receptor de trifosfato de inositol fue muy alterado.
Este defecto funcional IP3R se localizó en el retículo endoplásmico, que se encuentra entre los compartimientos de membrana especializados en las células llamadas orgánulos, y puede apuntalar las deficiencias cognitivas, y posiblemente problemas digestivos e inmunes, asociados con el autismo.
"Creemos que este hallazgo será otra flecha en el carcaj para diagnósticos tempranos y precisos de los trastornos del espectro autista", dijo Gargus, director del Centro de Investigación y Traducción del Autismo y profesor de pediatría y fisiología y biofísica ". Igualmente emocionante,también presenta un objetivo de una clase molecular ya establecida para ser útil para el descubrimiento de fármacos "
Los resultados del estudio aparecen en línea en Psiquiatría traslacional , a Naturaleza publicación
El trastorno del espectro autista es una gama de trastornos complejos del neurodesarrollo que afectan al 2 por ciento de los niños de los EE. UU. La carga social y económica de los TEA es enorme, actualmente se estima en más de $ 66 mil millones por año solo en los EE. UU. El desarrollo de medicamentos ha demostrado ser problemático debido ala comprensión limitada de las causas subyacentes de ASD, como lo demuestra el reciente fracaso de varios ensayos farmacológicos muy esperados.
Tampoco hay biomarcadores de diagnóstico actuales y confiables para ASD. La investigación genética ha identificado cientos de genes que están involucrados, lo que impide el diagnóstico y, en última instancia, el desarrollo de fármacos. Simplemente puede haber demasiados objetivos, cada uno con un efecto demasiado pequeño.
Sin embargo, se ha encontrado que muchos de estos genes asociados con ASD son parte de la misma vía de señalización, y múltiples defectos en esta vía pueden converger para producir un gran cambio funcional.
Los científicos de la UCI detectaron tal convergencia en el canal de calcio IP3R en un orgánulo llamado retículo endoplásmico. Los orgánulos son estructuras de membrana dentro de las células con funciones celulares especializadas. Según Gargus, las enfermedades de los orgánulos, como el ER, están emergiendo.campo de la medicina, con varias dolencias neurológicas bien reconocidas vinculadas a otras dos, las mitocondrias y los lisosomas.
El IP3R controla la liberación de calcio desde la sala de emergencias. En el cerebro, el calcio se usa para comunicar información dentro y entre las neuronas, y activa una serie de otras funciones celulares, incluidas las que regulan el aprendizaje y la memoria, la excitabilidad neuronal y la liberación de neurotransmisores- áreas que se sabe que son disfuncionales en ASD.
"Proponemos que la función adecuada de este canal y su ruta de señalización es crítica para el funcionamiento normal de las neuronas y que esta ruta de señalización representa un 'centro' clave en la patogénesis de ASD", dijo Parker, miembro de la Royal Society de Londresy profesor de neurobiología y comportamiento de la UCI, que estudia la señalización celular de calcio.
Para ver si la función IP3R está alterada en todo el espectro del autismo, los investigadores clínicos del Centro de Autismo y Trastornos del Desarrollo Neuro - que está afiliado al Centro de Investigación y Traducción del Autismo - actualmente están ampliando el estudio y han comenzado a examinar a los niñoscon y sin ASD típico para las mismas anormalidades de señalización. Estos pacientes se someten a pruebas de diagnóstico de comportamiento completas, y se realizan estudios sofisticados de EEG, sueño y bioquímicos. Esto incluye la secuenciación de su genoma completo. Además, las muestras de células de la piel se cultivan y se ponen a disposición deinvestigadores de laboratorio para ensayos funcionales.
En el área del descubrimiento de fármacos, los científicos del Centro de Investigación y Traducción del Autismo continúan investigando el canal IP3R, específicamente cómo regula el nivel de excitabilidad neuronal. Los cerebros de las personas con autismo muestran signos de hiperexcitabilidad, que también esvisto en la epilepsia, un trastorno que se asocia cada vez más con TEA. Las células de las personas con autismo exhiben niveles deprimidos de señalización de calcio, y esto podría explicar por qué estos pacientes experimentan esta hiperexcitabilidad. Al restaurar la liberación de calcio del IP3R, los investigadorescreen, pueden aplicar un "freno" en esta actividad.
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Materiales proporcionado por Universidad de California - Irvine . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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