Si bien las causas definitivas aún no están claras, varios factores genéticos y ambientales aumentan la probabilidad de trastorno del espectro autista, o TEA, un grupo de afecciones que cubren un "espectro" de síntomas, habilidades y niveles de discapacidad.
Aprovechando los avances en tecnologías genéticas, los investigadores dirigidos por Alex Nord, profesor asistente de neurobiología, fisiología y comportamiento del Centro de Neurociencia de la Universidad de California, Davis, están adquiriendo una mejor comprensión del papel desempeñado por un gen específicoinvolucrado en el autismo. El trabajo colaborativo aparece el 26 de junio en la revista Neurociencia de la naturaleza .
"Durante años, los objetivos del descubrimiento y tratamiento de drogas se han basado en una caja negra desconocida de lo que está sucediendo en el cerebro", dijo Nord. "Ahora, utilizando enfoques genéticos para estudiar el impacto de mutaciones específicas encontradas en los casos, nosotrosestamos tratando de construir un modelo coherente que vincule el control genético del desarrollo cerebral con el comportamiento y la función cerebral ".
El laboratorio Nord estudia cómo el genoma codifica el desarrollo y la función del cerebro, con un interés particular en comprender la base genética de los trastornos neurológicos.
Modelos de cerebro de ratón
No existe una causa genética específica conocida para la mayoría de los casos de autismo, pero muchos genes diferentes se han relacionado con el trastorno. En casos raros y específicos de personas con TEA, una copia de un gen llamado CHD8 está mutada y pierde su función.El gen CHD8 codifica una proteína responsable de empaquetar el ADN en las células de todo el cuerpo. El empaque del ADN controla cómo se activan y desactivan los genes en las células durante el desarrollo.
Debido a que los ratones y los humanos comparten en promedio el 85 por ciento de los genes codificados de manera similar, los ratones pueden usarse como modelo para estudiar cómo las mutaciones genéticas afectan el desarrollo del cerebro. Los cambios en el ADN del ratón imitan los cambios en el ADN humano y viceversa. Además, los ratonesexhibir comportamientos que pueden usarse como modelos para explorar el comportamiento humano.
El laboratorio de Nord en UC Davis y sus colaboradores han estado trabajando para caracterizar los cambios en el desarrollo del cerebro y el comportamiento de los ratones que llevan una copia mutada de CHD8.
"Las pruebas de comportamiento con ratones nos dan información sobre la sociabilidad, la ansiedad y la cognición. A partir de ahí, podemos examinar los cambios a nivel anatómico y celular para encontrar vínculos a través de las dimensiones", dijo Nord. "Esto es fundamental para comprender la biología de los trastornoscomo autismo "
Al inducir la mutación del gen CHD8 en ratones y al estudiar su desarrollo cerebral, Nord y su equipo han establecido que los ratones experimentan un deterioro cognitivo y un aumento del volumen cerebral. Ambas afecciones también están presentes en individuos con un gen CHD8 mutado.
Nuevas implicaciones para el desarrollo cerebral temprano y de por vida
El análisis de los datos de los cerebros de ratones revela que la expresión del gen CHD8 alcanza su punto máximo durante las primeras etapas del desarrollo del cerebro. Las mutaciones en CHD8 conducen a la producción excesiva de células en división en el cerebro, así como a la megalencefalia, una afección cerebral agrandada común en individuos con TEAEstos hallazgos sugieren las causas del desarrollo del aumento del tamaño del cerebro.
Más sorprendentemente, Nord también descubrió que los cambios patológicos en la expresión génica en los cerebros de ratones con un CHD8 mutado continuaron durante toda la vida de los ratones. Los genes involucrados en procesos biológicos críticos como la función de sinapsis se vieron afectados por la mutación CHD8. Esto sugiereque CHD8 juega un papel en la función cerebral a lo largo de la vida y puede afectar más que el desarrollo cerebral temprano en individuos autistas.
Si bien la investigación de Nord se centra en condiciones severas de TEA, las lecciones aprendidas eventualmente pueden ayudar a explicar muchos casos a lo largo del espectro del autismo.
Colaborando para mejorar la comprensión
El trabajo de Nord une las disciplinas y ha incorporado diversos colaboradores. El modelo genético del ratón fue desarrollado en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley utilizando tecnología de edición CRISPR, y los coautores Jacqueline Crawley y Jill Silverman del Instituto UCD MIND de UC Davis evaluaron el comportamiento del ratón para caracterizar las interacciones sociales.y deficiencias cognitivas.
Nord también se asoció con el coautor Konstantinos Zarbalis del Instituto de Medicina Regenerativa Pediátrica de UC Davis para examinar los cambios en la proliferación celular en el cerebro de los ratones con la mutación CHD8, y con Jason Lerch del Centro de Imágenes de Ratón en el Hospital paraNiños enfermos en Toronto, Canadá, para realizar imágenes de resonancia magnética en cerebros de ratones.
"Es el acto de colaboración que encuentro realmente satisfactorio", dijo Nord. "La ciencia se vuelve mucho más interesante y poderosa cuando combinamos diferentes enfoques. Juntos pudimos demostrar que la mutación a CHD8 causa cambios en el desarrollo del cerebro,que a su vez altera la anatomía, la función y el comportamiento del cerebro ".
En el futuro, Nord espera identificar cómo CHD8 empaqueta el ADN en las células neurales y determinar los impactos específicos para el desarrollo temprano del cerebro y la función sináptica. Nord espera que la exploración profunda de las mutaciones de CHD8 produzca un mayor conocimiento de los factores generales que contribuyen aTEA y discapacidad intelectual.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Davis . Original escrito por David Slipher. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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