Los investigadores que estudian el pez cebra han descubierto que los genes relacionados con el trastorno del espectro autista y otras anomalías del desarrollo del cerebro pueden estar desempeñando un papel en las personas que no pueden controlar los movimientos de sus ojos.
Los hallazgos, para publicar esta semana en The Revista de neurociencia - la revista oficial de la Sociedad de Neurociencia de casi 40.000 miembros - subraya la importancia del gen 1 del tipo de molécula de adhesión celular del síndrome de Down en el desarrollo de los movimientos oculares.
El estudio utiliza el pez cebra como modelo para investigar los circuitos neuronales subyacentes a los trastornos del movimiento del ojo humano. En los últimos años, el pez cebra se ha convertido en una herramienta importante para la investigación biomédica, que proporciona información sobre los mecanismos patogénicos de los trastornos complejos del comportamiento.
"Podemos poner el pez cebra bajo un microscopio, especialmente en la etapa larvaria, y observar el movimiento de las células, el desarrollo de los ojos y todo tipo de actividad neuronal emocionante", dijo Albert Pan, profesor asociado del Instituto de Investigación Biomédica Fralin en VTC,quien dirigió un equipo de investigadores de varias universidades en el estudio. "Debido a que las personas y los peces comparten similitudes en la estructura y los genes del cerebro, este organismo simple nos brinda una ventana extraordinaria para comprender la vía neural común y los patrones de actividad cerebral que subyacen a los movimientos oculares".
Como vertebrados con muchas similitudes en el desarrollo y el plan corporal, los peces y las personas comparten muchos genes y proteínas, incluido el gen tipo 1 molécula de adhesión celular del síndrome de Down, llamado dscaml1 en el pez cebra. En las personas, la pérdida de este gen es una de muchasmutaciones que se han relacionado con el trastorno del espectro autista y malformaciones en la corteza cerebral. Sin embargo, se desconocía en su mayoría cómo la deficiencia de dscaml1 puede contribuir a los déficits de comportamiento.
En el estudio, los autores principales Manxiu "Michelle" Ma, investigador asociado en el laboratorio Pan, Alexandro Ramirez, becario postdoctoral en el laboratorio Emre Aksay en Weill Cornell College of Medicine, y Tong Wang, ex becario postdoctoral en Panlaboratorio, analizó cómo la deficiencia de dscaml1 afecta el desarrollo neuronal y los movimientos oculares en el pez cebra.
Mediante el seguimiento por video de los movimientos oculares en las larvas de pez cebra, los científicos descubrieron que los mutantes dscaml1 tienen una serie de déficits en el movimiento ocular, que incluyen fatiga rápida, fijación visual alterada e incapacidad para realizar un tipo de movimiento ocular rápido y balístico llamado sacada.
Los movimientos sacádicos son importantes para desviar rápidamente nuestra mirada hacia diferentes puntos de interés. Los pacientes con deficiencias del desarrollo en la generación de movimientos sacádicos apraxia motora ocular a menudo tienen dificultades para leer o realizar otras tareas que requieren un cambio frecuente de la mirada. Los investigadores utilizaron además una poderosa técnica de imagenllamadas imágenes de calcio de dos fotones para visualizar la actividad neuronal en el cerebro del animal vivo durante los movimientos sacádicos y fueron capaces de identificar las vías neuronales deterioradas que corresponden a los déficits conductuales.
Los investigadores dijeron que muchas características de los mutantes dscaml1 del pez cebra son similares a la apraxia motora ocular humana, y una mayor investigación en el modelo del pez cebra puede conducir al descubrimiento de enfermedades complejas.
"Muchos problemas de comportamiento se caracterizan por movimientos oculares anormales y por la forma en que las personas perciben visualmente rostros y emociones", dijo Pan, quien también es investigador eminente del Commonwealth Center for Innovative Technology en Neurociencia del Desarrollo y profesor asociado en el Departamento de Biomedicina.Sciences and Pathobiology y el Departamento de Psiquiatría y Medicina del Comportamiento en Virginia Tech. "Con un organismo simple como el pez cebra y un circuito neural relativamente simple que genera y controla los movimientos oculares, podemos descubrir cómo los genes afectan el desarrollo y, con suerte, eso nos ayudará a comprendercómo los genes afectan los trastornos psiquiátricos ".
Además de científicos de Virginia Tech y Weill Cornell College of Medicine, participaron en la investigación profesores de Harvard University, Massachusetts General Hospital, Augusta University y New York University Langone School of Medicine.
El trabajo fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud, la Iniciativa Global del Cerebro Simons, Virginia Tech, el Instituto de Investigación Biomédica Fralin y la Universidad de Augusta.
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Materiales proporcionados por Tecnología de Virginia . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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