Un nuevo estudio dirigido por científicos del Instituto de Investigación Scripps TSRI está dando a los investigadores un primer vistazo a las primeras etapas del desarrollo cerebral en pacientes con síndrome de X frágil, un trastorno que causa discapacidad intelectual leve a severa y es el más comúncausa genética del trastorno del espectro autista.
"Somos los primeros en ver que estos cambios ocurren muy temprano en el desarrollo del cerebro", dijo la profesora de TSRI Jeanne Loring, quien dirigió el estudio, publicada esta semana en la revista cerebro . "Esta puede ser la única forma en que podremos identificar posibles tratamientos farmacológicos para minimizar los efectos del trastorno".
El síndrome de X frágil generalmente ocurre cuando el gen del retardo mental X frágil FMR1 en el cromosoma X está epigenéticamente silenciado. Las personas nacidas con el síndrome pueden mostrar síntomas de hiperactividad, convulsiones y discapacidad intelectual. Otros síntomas de X frágil, como retraso en el hablay problemas con las interacciones sociales, se asemejan a los síntomas del trastorno del espectro autista.
Para comprender mejor la biología de este síndrome y la posibilidad de un tratamiento temprano, los científicos necesitan saber cómo se desarrolla el cerebro de una persona con síndrome de X frágil, comenzando con las primeras semanas en el útero. El problema es que ha sidoimposible estudiar el cerebro tan temprano en el desarrollo.
El equipo de Loring abordó este problema utilizando su experiencia con células madre pluripotentes inducidas iPSC, que pueden tomarse de casi cualquier tejido en un adulto y reprogramarse para convertirse en un tipo diferente de tejido. En este caso, los investigadores usaron muestras de juvenilesy adultos con síndrome de X frágil e indujeron a las células a convertirse en neuronas en una placa de laboratorio.
La investigación reveló que múltiples líneas de iPSC con síndrome de X frágil mostraron un retraso en el desarrollo neurológico en comparación con un grupo de control de X no frágil, lo que sugiere que podría ocurrir lo mismo cuando se desarrolla un feto en el útero. El estudio también sugirió que las células X frágiles teníanretraso en el desarrollo en la formación de sinapsis neuronales, las conexiones que las neuronas hacen entre las regiones del cerebro para enviar mensajes: "Las células están en el cerebro, pero no migran correctamente ni se conectan correctamente", dijo Loring.
Los científicos también descubrieron un segundo aspecto más sorprendente del síndrome. La mutación en el cromosoma X pareció desencadenar cambios en todo el genoma en las modificaciones del ADN. Estos cambios, realizados mediante un proceso llamado metilación del ADN, alteran la expresión génica.
"Nos sorprendió mucho descubrir eso, y sugiere que la proteína que se pierde en el síndrome de X frágil tiene un papel regulador", dijo el primer autor del estudio Michael J. Boland, investigador de TSRI en el momento del estudio, ahoraen la Universidad de Columbia
Al trabajar con el alumno de TSRI, Kristopher L. Nazor, Boland descubrió que estos cambios en la metilación del ADN parecían afectar muchos genes asociados con el trastorno del espectro autista, lo que puede ayudar a explicar por qué los dos trastornos muestran muchas similitudes.
Los investigadores dijeron que planean observar más de cerca los patrones de metilación del ADN descubiertos en este estudio. También esperan usar las mismas técnicas de reprogramación de iPSC para estudiar otros trastornos que comienzan antes del nacimiento.
"Ahora tenemos las herramientas para hacer las preguntas para mejorar la salud de las personas", dijo Loring.
Además de Loring, Boland y Nazor, autores del estudio, "Los análisis moleculares de defectos neurogénicos en un modelo de células madre pluripotentes humanas del síndrome de X frágil" fueron Ha T. Tran, Candace L. Lynch y Pietro Paolo Sanna deTSRI; Attila Szücs de la Universidad de California, San Diego, y la Universidad Eötvös Loránd; Ryder Paredes de la Universidad Estatal de California, Islas del Canal; y Flora Tassone de la Universidad de California, Davis.
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Materiales proporcionado por El Instituto de Investigación Scripps . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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