El desarrollo interrumpido del sistema inmunitario fetal, como el causado por una infección viral en la madre, puede ser un factor clave en la aparición posterior de ciertos trastornos del neurodesarrollo. Este hallazgo surge de un estudio del Instituto Weizmann publicado en ciencia el 23 de junio de 2016.
El estudio puede explicar, entre otras cosas, cómo la infección de la madre con el citomegalovirus CMV durante el embarazo, que afecta tanto al sistema inmunitario propio como al feto, aumenta el riesgo de que su descendencia desarrolle autismo o esquizofrenia, a veces años después.Este aumento del riesgo de enfermedades del neurodesarrollo se descubrió hace muchos años en estudios epidemiológicos y se confirmó en modelos de ratones.El estudio de Weizmann, dirigido por el Dr. Ido Amit y el Prof. Michal Schwartz, de los Departamentos de Inmunología y Neurobiología, respectivamente, proporciona una posible explicación.para este aumento en los niveles moleculares celular y mecanicista.
"Estudios anteriores habían demostrado que el momento de la interrupción del sistema inmunitario de la madre durante el embarazo afecta el tipo de daño cerebral que puede desarrollar su hijo. Por ejemplo, una infección viral al comienzo del embarazo aumenta el riesgo de autismo, mientras que una infección posterioren el embarazo aumenta el riesgo de esquizofrenia ", dijo Amit." Nos propusimos examinar los mecanismos detrás de estos fenómenos, mientras nos centramos en el papel que juega el sistema inmune en el desarrollo del cerebro ".
Orit Matcovitch-Natan, un estudiante graduado en los laboratorios de Amit y Schwartz, y otros miembros de los dos equipos, estudiaron las únicas células inmunes presentes en el cerebro, la microglia, que contribuyen al desarrollo y mantenimiento del cerebro.Los científicos descubrieron que el desarrollo de estas células en el feto y en ratones recién nacidos se desarrolla en tres etapas distintas, paralelas a las del cerebro en desarrollo: células tempranas que pueblan el cerebro del embrión poco después de su inicio, pre-microglia y adultos.Al examinar los genomas de estas células y probarlas exhaustivamente, los científicos pudieron definir cada etapa en términos de sus genes activados, sus mecanismos de control y las características epigenéticas, es decir, la activación de proteínas que "empaquetan" el ADN.y afectan la expresión génica en el curso del desarrollo. Los científicos también caracterizaron las funciones de algunos de estos genes en la microglia, lo que contribuyó a una comprensión profundade los procesos de desarrollo.
La segunda etapa, la de la pre-microglia, resultó ser la más sensible a las interrupciones. Esta etapa tiene lugar cerca del nacimiento y poco después, justo cuando el cerebro en desarrollo experimenta el proceso vital de "poda", en el cuallas sinapsis entre las neuronas se cortan. La pre-microglia juega un papel importante en la poda, ayudando a eliminar las redes neuronales superfluas y formando y fortaleciendo las conexiones entre las neuronas restantes. Cuando los científicos expusieron los cerebros de ratones preñados a materiales sintéticos que imitanuna infección por CMV, descubrieron que el desarrollo de la pre-microglia se vio interrumpido en su descendencia. Los genes involucrados en la maduración de estas células se expresaron en el momento equivocado, y las células pasaron a una etapa adulta antes de lo habitual.exhibió un comportamiento anormal, incluidos trastornos en la interacción social y comportamientos similares a los de las personas con esquizofrenia.
"Hemos descubierto que es esencial que el desarrollo de células inmunes en el cerebro se sincronice con el desarrollo del cerebro mismo", dice Schwartz. "El cambio prematuro de la microglia en ratones a la etapa adulta conduce a un mal funcionamiento cerebral"más adelante ". Aunque estos hallazgos se obtuvieron en ratones, los científicos plantean la hipótesis de que la coordinación interrumpida entre el desarrollo de la microglia y la del cerebro contribuye a un mayor riesgo de trastornos del desarrollo neurológico como el autismo y la esquizofrenia en los seres humanos. Los científicos creenque la mayor respuesta inmune a la infección viral en el cuerpo de la madre puede ser responsable de interrumpir el momento del desarrollo de la microglia.
"Nuestra investigación ha allanado el camino para estudiar los efectos de otros virus en el sistema inmunitario de la madre en general y en el desarrollo cerebral de su descendencia. También puede avanzar en el estudio de los trastornos del desarrollo neurológico y su conexión con el sistema inmunitario", diceOrit Matcovitch-Natan.
En otra serie de experimentos, los científicos de Weizmann establecieron una conexión entre el desarrollo de la microglia en el cerebro de los ratones y los microbios intestinales, el microbioma. Descubrieron que en los ratones recién nacidos libres de microbios, la maduración dela microglia se retrasó. Este hallazgo sugiere que en los bebés humanos, los factores que dan forma al microbioma, naturales como la lactancia o terapéuticos, como los antibióticos, pueden afectar las células inmunes en el cerebro del bebé y, en consecuencia, el desarrollo del cerebro.Todavía se desconoce en qué medida esta investigación, realizada en ratones, es relevante para los seres humanos, pero los científicos esperan que una mejor comprensión de este proceso pueda ayudar en el futuro a prevenir ciertos trastornos neurológicos en los bebés, causados por interrupciones en el sistema inmunológico de la madre.
Participaron en el estudio el Dr. Deborah R. Winter, Amir Giladi, Eyal David y el Dr. Hadas Keren-Shaul, así como el Dr. Eran Elinav y Christoph Thaiss del Departamento de Inmunología, y Hila Ben-Yehuda, MeravCohen y el Dr. Kuti Baruch del Departamento de Neurobiología. Matcovitch-Natan y Amit Spinrad, también estudiante de posgrado, pertenecían a ambos departamentos. Los participantes del estudio también incluyeron al Prof. Michael H. Sieweke del Centro Nacional de Investigación Científica, Francia.
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Materiales proporcionado por Instituto de Ciencias Weizmann . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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