Las células cerebrales crecen más rápido en niños con algunas formas de autismo debido a cambios distintos en los patrones de señalización de las células centrales, según una investigación del laboratorio de Anthony Wynshaw-Boris, MD, PhD, presidente del departamento de genética y ciencias del genoma de CaseEscuela de Medicina de la Universidad de Western Reserve. El rápido crecimiento celular puede causar un sobrecrecimiento cerebral temprano, una característica común en el 20-30% de los niños autistas. Sin embargo, la genética de los niños autistas varía, lo que dificulta la identificación de los mecanismos comunes subyacentes a la enfermedad.
"El autismo es un trastorno complejo con múltiples factores genéticos y no genéticos", explicó Wynshaw-Boris. "Debido a que las causas son diversas, puede ayudar a definir un subconjunto de pacientes que tienen un [síntoma] común, en este casosobrecrecimiento cerebral temprano "
En un estudio publicado en Psiquiatría molecular Wynshaw-Boris y sus colegas comenzaron con muestras de células de piel de niños autistas con cerebros agrandados y trabajaron hacia atrás. Los investigadores en el laboratorio "reprogramaron" las células de piel donadas para producir células que se encuentran en el cerebro en desarrollo, incluidas las células madre pluripotentes inducidas y el progenitor neuralLas células madre y las células progenitoras son herramientas terapéuticas importantes ya que tienen el potencial de convertirse en una multitud de tipos de células. Los investigadores plantearon la hipótesis de que a pesar de que los niños en el estudio tenían diferentes formas de autismo, las células precursoras podrían usarse para encontrarmecanismos moleculares y celulares.
Los investigadores descubrieron que las células derivadas de donantes autistas crecieron más rápido que las de los sujetos de control y activaron sus genes en distintos patrones. Los genes relacionados con el crecimiento celular fueron inusualmente activos, lo que condujo a más células pero menos conexiones entre ellas. Esto puede causar células defectuosasredes incapaces de transmitir correctamente señales en el cerebro y cabezas ampliadas durante el desarrollo temprano.
Los investigadores identificaron genes anormales en las células cultivadas de donantes autistas como pertenecientes a la vía de señalización Wnt. Los genes Wnt son críticos para el crecimiento celular y sirven como actores centrales en las redes celulares, interactuando con múltiples vías de señalización. Wynshaw-Boris identificó previamenteLa vía Wnt en relación con el autismo en modelos de ratón de la enfermedad. En un estudio separado publicado en Molecular Psychiatry a principios de este año, el laboratorio Wynshaw-Boris mostró que los ratones que carecen de genes Wnt muestran síntomas similares al autismo, incluida la ansiedad social y el comportamiento repetitivo.podría prevenir estos síntomas en adultos tratando a los ratones con medicamentos que activan la señalización de Wnt en el útero, durante el desarrollo.
"La vía Wnt es una de las principales vías de desarrollo conservadas desde los invertebrados hasta los humanos. Nuestros estudios solidifican las sugerencias anteriores de que esta vía tiene un papel en el autismo", dijo Wynshaw-Boris.
Una vez que identificaron la vía de señalización disfuncional en sus muestras autistas reprogramadas, los investigadores incluidos los laboratorios de Alysson Muotri, PhD en la Universidad de California en San Diego y Fred Gage, PhD en el Instituto Salk intentaron corregirla exponiendo a los adultos.células nerviosas derivadas de donantes autistas a compuestos farmacológicos. Un fármaco que se está probando actualmente en ensayos clínicos para el autismo es el factor de crecimiento de insulina 1 IGF-1. Cuando los investigadores agregaron IGF-1 a las células nerviosas derivadas de donantes autistas, se restablecieron las redes neuronalesNo está claro si los efectos positivos de IGF-1 estaban en la vía Wnt, y el mecanismo compensatorio exacto requiere más investigación.
Los estudios de Wynshaw-Boris en cultivos celulares y modelos de autismo en ratones confirman que la señalización incorrecta de Wnt puede conducir al rápido crecimiento de las células cerebrales y al agrandamiento del cerebro en el embrión, lo que resulta en un comportamiento social anormal después del nacimiento. El siguiente paso será determinar qué genes sonmás afectado por los defectos de señalización de Wnt durante el desarrollo temprano, y cómo estos cambios resultan en un comportamiento anormal. "También nos gustaría encontrar otros medicamentos o compuestos que puedan retrasar el crecimiento de las células en el cultivo de tejidos", dijo Wynshaw-Boris., estos hallazgos pueden ayudar a los investigadores a desentrañar formas comunes en que las células cerebrales pueden verse afectadas durante el desarrollo temprano en subgrupos de pacientes cuidadosamente seleccionados y contribuir a los síntomas en todo el espectro del autismo.
Los resultados de la investigación publicados también se presentaron en espectro , una fuente de noticias en línea de la Fundación Simons para la Iniciativa de Investigación del Autismo.
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Materiales proporcionado por Universidad Case Western Reserve . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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