Los investigadores informan que los espasmos infantiles, un trastorno convulsivo poco común pero grave en los bebés, parecen ser el resultado de una vía molecular que salió mal. En su estudio de un modelo de ratón del trastorno, los investigadores descubrieron que las mutaciones genéticas asociadas con la enfermedadperjudicar una vía que está involucrada en la construcción de nuevas sinapsis en el hipocampo, una región del cerebro esencial para el aprendizaje y la memoria.
Los hallazgos, descritos en la revista Informes EMBO , también detalle el uso de una posible intervención terapéutica para abordar algunos de los problemas de desarrollo que a menudo se asocian con los espasmos infantiles.
"Estamos tratando de comprender las razones detrás de las discapacidades del aprendizaje y la memoria en pacientes con espasmos infantiles", dijo Nien-Pei Tsai, profesor de fisiología molecular e integrativa en la Universidad de Illinois Urbana-Champaign que dirigió el estudio con U.del científico investigador Kwan Young Lee. Tsai es miembro de la facultad del Instituto Beckman de Ciencia y Tecnología Avanzadas de la U. de I.
Si bien los espasmos infantiles a menudo desaparecen a la edad de 4 o 5 años, los problemas de desarrollo a largo plazo que afectan la memoria y el aprendizaje persisten, dijo Tsai.
"Los déficits de aprendizaje y memoria son duraderos y los pacientes a menudo requieren asistencia en la escuela", dijo. "Esto nos dice que las convulsiones y los defectos de aprendizaje probablemente son causados por diferentes problemas en el cerebro, pero nadie realmenteSabe cómo."
Investigaciones anteriores han encontrado que los espasmos infantiles a menudo se asocian con mutaciones en un gen conocido como Nedd4-2, que codifica una proteína llamada ligasa que regula la excitabilidad de las neuronas, dijo Tsai.
"Para estudiar el papel de este gen, usamos ratones en los que Nedd4-2 se elimina selectivamente del cerebro como modelo para imitar a los pacientes con Nedd4-2 deteriorado", dijo.
Los investigadores realizaron experimentos conductuales y fisiológicos en ratones con función de la ligasa Nedd4-2 deteriorada y en ratones con función normal. También observaron cómo la falta de ligasa afectaba las vías bioquímicas en neuronas de ratón cultivadas en cultivo celular.
Descubrieron que los ratones machos que carecían de niveles adecuados de ligasa Nedd4-2 en el hipocampo tenían alteraciones en su capacidad para aprender y recordar. Esta discapacidad se asoció con problemas en la estructura de las sinapsis excitadoras, que transportan señales eléctricas entre las neuronas, en el hipocampo.Los investigadores se centraron en las neuronas del hipocampo porque esta región del cerebro juega un papel clave en la conversión de la memoria a corto plazo en memoria a largo plazo.
Sus experimentos demostraron que la falta de Nedd4-2 en el hipocampo interrumpió una vía que regula el crecimiento de filamentos, llamados actina, que apoyan la formación de estructuras celulares como las sinapsis. Las células que carecen de niveles adecuados de ligasa experimentaron la destrucción deestos filamentos y tenían menos sinapsis excitadoras en el hipocampo.
"Las sinapsis necesitan soporte estructural para mantener sus funciones e integridad", dijo Tsai. "La actina, que es uno de los componentes estructurales críticos en una celda, está compuesta de monómeros que pueden unirse entre sí para formar polímeros.Los polímeros de actina se forman en las sinapsis, las sinapsis se vuelven más fuertes. Este proceso es fundamental para el aprendizaje y la memoria ".
Cuando el equipo expuso ratones que carecían de niveles adecuados de Nedd4-2 a un compuesto farmacológico que imita la actividad de la ligasa en el cerebro, los ratones parecieron recuperar parte de su memoria dependiente del hipocampo perdida. El mismo compuesto restauró las neuronas excitadoras del hipocampo encultivo celular, encontraron los investigadores.
"Debido a que demostramos que algunos de los problemas de aprendizaje y memoria asociados con los espasmos infantiles pueden mejorarse con un péptido sintético en animales, significa que algún día podremos mejorar médicamente el aprendizaje y la memoria de los pacientes que portan mutaciones en esteGen Nedd4-2 ", dijo Tsai.
Los Institutos Nacionales de Salud y la Fundación para la Investigación del Cerebro y el Comportamiento apoyaron esta investigación.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, Oficina de noticias . Original escrito por Diana Yates. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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