El trastorno del espectro autista TEA es un trastorno del desarrollo de la comunicación y el comportamiento relativamente común que afecta a aproximadamente 1 de cada 59 niños en los EE. UU., Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades. A pesar de su prevalencia, aún no está claro qué causa elenfermedad y cuáles son las mejores formas de tratarla.
Los investigadores del Instituto Salk compararon las células madre creadas a partir de individuos con TEA con las células madre creadas a partir de las personas sin TEA para descubrir, por primera vez, diferencias medibles en los patrones y la velocidad de desarrollo en las células derivadas de TEA.
Los hallazgos, publicados el 7 de enero de 2019 en la revista Neurociencia de la naturaleza , podría conducir a métodos de diagnóstico para detectar ASD en una etapa temprana, cuando potencialmente podrían llevarse a cabo intervenciones preventivas.
"Aunque nuestro trabajo solo examinó células en cultivos, puede ayudarnos a comprender cómo los cambios tempranos en la expresión génica podrían conducir a un desarrollo cerebral alterado en individuos con TEA", dice el profesor de Salk Rusty Gage, autor principal del estudio y presidente del Instituto"Esperamos que este trabajo abra nuevas formas de estudiar los trastornos neuropsiquiátricos y del neurodesarrollo".
Para el estudio, los investigadores tomaron células de la piel de ocho personas con TEA y cinco personas sin TEA y las convirtieron en células madre pluripotentes, células que tienen la capacidad de convertirse en cualquier tipo de célula. Luego, indujeron a las células madre a desarrollarseen el camino de convertirse en neuronas exponiéndolas a ciertos factores químicos.
Al usar "instantáneas" moleculares de diferentes etapas de desarrollo en las células madre, el equipo pudo rastrear los programas genéticos que se activaron en un cierto orden a medida que las células madre se convirtieron en neuronas. Esto reveló diferencias clave en las células derivadas de las personascon ASD. Por ejemplo, el equipo de Salk observó que el programa genético asociado con la etapa de células madre neurales se activó antes en las células ASD que en las células de aquellos sin ASD. Este programa genético incluye muchos genes que se han asociadocon mayores posibilidades de TEA. Además, las neuronas que finalmente se desarrollaron a partir de las personas con TEA crecieron más rápido y tuvieron ramas más complejas que las del grupo de control.
"Actualmente se presume que las anormalidades en el desarrollo temprano del cerebro conducen al autismo, pero la transición de un cerebro en desarrollo normal a un diagnóstico de TEA es borrosa", dice el primer autor Simon Schafer, un becario postdoctoral en el laboratorio Gage. "Un desafío importanteen el campo ha sido determinar los períodos críticos de desarrollo y sus estados celulares asociados. Esta investigación podría proporcionar una base para descubrir los rasgos patológicos comunes que surgen durante el desarrollo del TEA ".
"Este es un hallazgo muy emocionante, y nos anima a refinar aún más nuestro marco metodológico para ayudar a avanzar en nuestra comprensión de los primeros eventos biológicos celulares que preceden a la aparición de los síntomas", agrega Gage, quien ocupa la Cátedra Vi y John Adlerpara la investigación sobre la enfermedad neurodegenerativa relacionada con la edad: "Estudiar la dinámica del sistema podría maximizar nuestras posibilidades de capturar estados de enfermedad mecanicista relevantes".
Los investigadores dicen que los experimentos en este estudio conducirán a enfoques más dinámicos para estudiar los mecanismos implicados en la predisposición y progresión de los TEA.
Luego planean centrarse en la creación de organoides cerebrales, modelos tridimensionales del desarrollo del cerebro en un plato que permita a los científicos estudiar las interacciones entre los diferentes tipos de células cerebrales.
"Los métodos de diagnóstico actuales son en su mayoría subjetivos y ocurren después de la aparición de anormalidades de comportamiento en niños pequeños", dice Schafer. "Esperamos que estos estudios sirvan como marco para desarrollar enfoques novedosos para el diagnóstico durante un período temprano de desarrollo infantil -- mucho antes de que se manifiesten los síntomas de comportamiento - para tener el máximo impacto en el tratamiento y la intervención ".
Otros investigadores en el documento fueron Apua CM Paquola, Shani Stern, Monique Pena, Thomas JM Kuret, Marvin Liyanage, Abed AlFatah Mansour, Baptiste N. Jaeger, Maria C. Marchetto y Jerome Mertens de Salk; David Gosselin de la Universidad Laval enCiudad de Quebec, Canadá; Manching Ku de la Universidad de Friburgo en Friburgo, Alemania; y Christopher K. Glass de la Universidad de California en San Diego.
Este trabajo fue financiado por The James S. McDonnell Foundation, G. Harold & Leila Y. Mathers Charitable Foundation, JPB Foundation, March of Dimes Foundation, National Institutes of Health NIH becas MH095741 y MH090258, The Engman Foundation,Annette C. Merle-Smith, The Paul G. Allen Family Foundation y The Leona M. and Harry B. Helmsley Charitable Trust. También recibió el apoyo de NIH Grant P30 014195, la German Research Foundation DFG y la Chapman Foundation.
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Materiales proporcionado por Instituto Salk . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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