Subrayando aún más los orígenes prenatales del trastorno del espectro autista TEA, los investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de California en San Diego describen por primera vez cómo la actividad genética anormal en las redes del ciclo celular que se sabe que controlan la producción de células cerebrales puedecrecimiento cerebral temprano en el trastorno.
Los hallazgos se publican en línea el 14 de diciembre en Biología de sistemas moleculares .
"Estos hallazgos identifican defectos genómicos comunes que ayudan a explicar por qué hay un número anormal de células cerebrales en el autismo, por qué el cerebro crece anormalmente demasiado grande o demasiado pequeño en algunos niños pequeños con TEA y cómo las diversas mutaciones genéticas informadas anteriormente pueden, de hecho, convergeren sus efectos a través de vías genómicas comunes ", dijo el autor principal del estudio, Eric Courchesne, PhD, profesor de neurociencias y director del Centro de excelencia para el autismo en UC San Diego.
"Este estudio, junto con el trabajo de otros y nuestros hallazgos anteriores sobre el exceso de neuronas y los patrones de crecimiento cerebral, permiten a los investigadores rastrear ahora los orígenes del crecimiento excesivo anormal temprano del cerebro en los TEA hasta la interrupción prenatal de las redes que gobiernan el número de células cerebrales".
La regulación adecuada del número de células cerebrales es uno de los primeros pasos críticos en el desarrollo del cerebro fetal. Courchesne y sus colegas descubrieron por primera vez en 2001 que el crecimiento excesivo temprano del cerebro ocurre en un subconjunto sustancial de niños pequeños con TEA. En 2011, informaron que los niños con TEA prefrontalLa corteza, la región del cerebro asociada con las habilidades sociales y de comunicación, exhibió un exceso del 67 por ciento en las células corticales. En 2014, describieron parches de desarrollo cortical interrumpido en el cerebro de los niños con TEA.
Se han informado mutaciones genéticas raras capaces de aumentar o disminuir el número de células y el tamaño del cerebro para porcentajes pequeños de todos los individuos con TEA, pero para la gran mayoría de los niños con TEA, los defectos genómicos detrás del crecimiento anormal del cerebro o del sotobosque siguen siendo desconocidos.El estudio apunta a una red genómica funcional defectuosa subyacente común, el ciclo celular, en los niños pequeños con TEA vivos, que desempeña un papel central en el desarrollo del cerebro fetal.
Courchesne señaló que varios cientos de genes diferentes coordinan la red del ciclo celular en el cerebro fetal. "Cuando están activos de la manera correcta en el momento adecuado, generan la cantidad y el tipo correctos de células cerebrales que van a la corteza para crearlas capas y conexiones normales de las células cerebrales ", dijo." Tanto las mutaciones genéticas como los factores no genéticos pueden cambiar el funcionamiento de estos genes y causar números y tipos de células anormales ".
Los intentos de comprender mejor los mecanismos genéticos subyacentes al TEA se ven obstaculizados, entre otras cosas, por la imposibilidad de medir directamente la expresión génica del cerebro durante los períodos críticos del desarrollo temprano. Sin embargo, el primer autor Tiziano Pramparo, PhD, dijo que la sangre y los tejidos cerebrales expresan en gran medidamuchas de las mismas redes de genes, en particular las relacionadas con las funciones del ciclo celular.
En el estudio actual, los investigadores investigaron las relaciones entre la expresión de genes en sangre y el tamaño del cerebro en 142 niños varones de 1 a 4 años, 87 con diagnóstico de TEA y 55 controles.
En los niños pequeños de control, los investigadores encontraron que la variación en el tamaño del cerebro se correlacionó significativamente con el ciclo celular y las redes de genes de plegamiento de proteínas, lo que podría afectar el número de neuronas y el desarrollo de la sinapsis. En los niños pequeños con TEA, las correlaciones con el tamaño del cerebro se vieron notablemente interrumpidas debido a cambios considerables en elorganización de las redes de genes del ciclo celular. Por el contrario, las redes de genes de adhesión celular, que regulan la capacidad de las células para unirse para formar tejidos multicelulares y comunicarse, mostraron una relación anormal con la variación en el tamaño del cerebro en los niños pequeños con TEA.
También identificaron 23 genes candidatos para el desarrollo deficiente del cerebro, de los cuales 4 están directamente relacionados con genes que mutan con frecuencia en el TEA ". Estos patrones de actividad en estos 23 genes en relación con el tamaño del cerebro en los niños pequeños con TEA eran muy diferentes de los de los niños pequeños típicos", observó Pramparo.
Pramparo dijo que los nuevos hallazgos proporcionan in vivo evidencia de la participación de los procesos del ciclo celular en el mal desarrollo cerebral con TEA e ilumina significativamente las complejidades involucradas en la desregulación temprana y la interrupción del cerebro con TEA en desarrollo. Específicamente, señaló :
Courchesne dijo que los hallazgos plantean la posibilidad de que la investigación futura pueda probar si los biomarcadores genómicos de la interrupción del ciclo celular podrían ser una señal temprana de riesgo de TEA o podrían ser indicadores de progresión clínica, gravedad y resultado.
"Nuestros próximos estudios examinarán si los bebés en riesgo de TEA que tienen los patrones de expresión del ciclo celular más desviados también tienen un desarrollo temprano más anormal de la estructura, las conexiones y la función del cerebro", dijo. "Los hallazgos no sugieren directamente nuevas terapiaspara los niños con TEA, pero plantean la importante cuestión de si el grado de alteración genómica podría estar relacionado con la capacidad de respuesta al tratamiento ".
Explorar esta pregunta, dijo, junto con cómo se altera el desarrollo de la conectividad neuronal y los patrones funcionales en los cerebros con TEA, se abordará en investigaciones futuras.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Original escrito por Scott LaFee. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :