La eliminación de un solo gen de los cerebros de ratones y peces cebra hace que estos animales se vuelvan más ansiosos de lo normal. Investigadores de la Universidad de Utah Health muestran que eliminar el gen que codifica Lef1 interrumpe el desarrollo de ciertas células nerviosas en el hipotálamo que afectan el estrés yansiedad. Estos resultados son la primera implicación de que Lef1 funciona en el hipotálamo para mediar el comportamiento, conocimiento que podría resultar útil para diagnosticar y tratar trastornos cerebrales humanos.
"La ansiedad es un comportamiento esencial que es mucho más complejo de lo que pensábamos", dice el primer autor Yuanyuan Xie, Ph.D., quien dirigió la investigación en colaboración con el autor principal Richard Dorsky, Ph.D., profesor de Neurobiología yAnatomía en U de U Health. Lef1 es un componente de la vía de señalización Wnt, que tiene funciones en el desarrollo animal, la fisiología y la enfermedad.
"Este trabajo nos está haciendo pensar en cómo las estructuras cerebrales controlan el comportamiento de una manera diferente", dice Xie. El estudio aparece en PLOS Biología el 24 de agosto
Los humanos, los ratones, los peces e incluso las moscas exhiben ansiedad, lo que desencadena comportamientos que aumentan la conciencia. A pesar de su reputación, la sensación de inquietud puede ser algo bueno: en el caso del pez cebra que hace que se congelen en seco para que puedan escondersevista simple de los depredadores. Pero estar ansioso en momentos inapropiados es contraproducente y puede ser un signo de estrés innecesario, una caracterización que es válida no solo para los peces sino también para las personas.
Cuando Xie y Dorsky comenzaron su investigación, no tenían razón para creer que Lef1 tenía un papel específico en la ansiedad. Los cerebros de los peces que faltaban el gen eran relativamente normales, excepto que faltaban células de una región llamada hipotálamo. Esta parte delel cerebro controla muchos comportamientos "cableados" como el sueño y la alimentación, así como la liberación de hormonas a través de la glándula pituitaria. "Antes de hacer los experimentos, no teníamos idea de que las neuronas afectadas por Lef1 afectarían preferentemente un tipo de comportamiento".dice Dorsky.
El recuento de los genes más perturbados por la pérdida de Lef1 en esta región del cerebro reveló que más de 20 estaban involucrados en trastornos del estado de ánimo como la depresión y la ansiedad. Luego, los científicos notaron que los peces tenían signos reveladores consistentes con estos trastornos. Los animales eran reaciospara explorar su entorno cuando se colocan en un tanque nuevo, prefirieron permanecer inmóviles en el fondo. Y crecieron lentamente, otra condición a menudo relacionada con un estrés elevado.
Diferentes caminos hacia un comportamiento
A pesar de que la estructura y la complejidad del cerebro varían mucho de moscas a humanos, Lef1 parece mediar la ansiedad entre especies. El nuevo estudio muestra que, inesperadamente, el gen utiliza diversos mecanismos para hacer el trabajo.
Al igual que el pez cebra, los ratones en los que Lef1 había sido retirado del hipotálamo mostraron signos de ansiedad, incluso ser más pequeños y renuentes a explorar. También tenían menos células cerebrales en la región donde Lef1 normalmente está presente. Sin embargo, las células faltanteshacer la hormona concentradora de Pro-melanina Pmch, una señal cerebral que no fue perturbada en el pez cebra. Por el contrario, el pez cebra y Drosophila las moscas de la fruta que carecen de sus versiones de Lef1 son células faltantes que producen la proteína de unión a la hormona liberadora de corticotropina Crhbp, y estas células no se vieron afectadas en ratones.
Estos resultados sugirieron que Lef1 podría regular la ansiedad a través de dos señales diferentes de células nerviosas. El soporte para este escenario se encontró inesperadamente en humanos, donde la expresión de Crhbp y Pmch están extremadamente estrechamente vinculadas en el hipotálamo, lo que indica que en realidad pueden estar presentes en el mismocélulas y juntas actúan aguas abajo de Lef1 para regular el comportamiento.
"Cuando piensas en genes con una función conservada, crees que todo lo que hace ese gen debe ser igual en todos los animales. Pero nuestro estudio muestra que eso no es necesariamente cierto", dice Dorsky.
La observación podría explicar cómo un gen que especifica un comportamiento particular puede adaptarse para adaptarse a los cambios en los circuitos cerebrales que ocurren durante el tiempo evolutivo. "Nuestros resultados sugieren que durante la evolución, el cerebro puede innovar diferentes formas de llegar al mismo resultado".Dorsky explica.
Los hallazgos resaltan conjuntos específicos de genes y las células cerebrales que afectan como involucrados en la regulación de la ansiedad. El trabajo futuro se centrará en determinar si estas vías pueden definir un subconjunto de trastornos del comportamiento y del estado de ánimo humanos.
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Materiales proporcionado por Universidad de Salud de Utah . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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