Un equipo dirigido por investigadores de UT Southwestern ha identificado circuitos cerebrales que desempeñan un papel clave en las diferencias de comportamiento disfuncionales sociales, repetitivas e inflexibles que caracterizan los trastornos del espectro autista TEA. Los hallazgos, publicados en línea esta semana en Neurociencia de la naturaleza , podría conducir a nuevas terapias para estos trastornos relativamente prevalentes.
Los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades estiman que aproximadamente 1 de cada 54 niños en los EE. UU. Tiene TEA, una amplia gama de afecciones del desarrollo neurológico que se cree que son causadas por una combinación de factores genéticos y ambientales. Aunque los investigadores han identificado algunos genes y vías claveque contribuyen a ASD, la biología subyacente de estos trastornos sigue siendo poco conocida, dice Peter Tsai, MD, Ph.D., profesor asistente en los departamentos de neurología y neuroterapéutica, neurociencia, pediatría y psiquiatría en UT Southwestern Medical Center y un miembrodel Instituto del Cerebro Peter O'Donnell Jr.
Sin embargo, explica Tsai, una región clave del cerebro que ha sido implicada en la disfunción del TEA es el cerebelo, parte del cerebro posterior de los vertebrados que contiene aproximadamente las tres cuartas partes de todas las neuronas del cuerpo y que tradicionalmente se ha relacionado con el control motor.Los estudios de Tsai y sus colegas han demostrado que la actividad inhibidora en una región del cerebelo conocida como Rcrus1 puede causar alteraciones en los comportamientos sociales y repetitivos / inflexibles que recuerdan el TEA en ratones. Su trabajo también encontró que la estimulación de esta área podría rescatar los comportamientos sociales en unModelo relevante para el TEA, pero no pudo mejorar los comportamientos repetitivos o inflexibles. Juntos, estos estudios sugirieron que regiones adicionales del cerebelo también podrían regular los comportamientos repetitivos y / o inflexibles.
Además, se desconoce cómo estas regiones cerebelosas podrían regular estos comportamientos relevantes para el TEA. Para saber más sobre los circuitos cerebrales que controlan estos comportamientos, Tsai y sus colegas trabajaron con ratones genéticamente modificados para reducir la actividad de las células de Purkinje, células especializadas querechazar la actividad de otras regiones del cerebro. Cuando examinaron la actividad del resto del cerebro, vieron una mayor actividad en la corteza prefrontal medial mPFC, otra región previamente implicada en ASD. Las pruebas de comportamiento mostraron que estos animales mostraron características socialesy comportamientos repetitivos / inflexibles que recuerdan ASD. Cuando los investigadores inhibieron la actividad de mPFC en estos animales, mejoraron tanto los impedimentos sociales como los comportamientos repetitivos / inflexibles.
Debido a que el cerebelo y el mPFC están en los extremos opuestos del cerebro, Tsai y sus colegas usaron imágenes microscópicas para rastrear cómo se vinculan estas regiones. Encontraron conexiones específicamente entre Rcrus1 y el mPFC en estos animales, con una disminución de la actividad de Rcrus1 que conduce aaumento de la actividad de mPFC. La investigación adicional mostró que la conectividad en esta región no solo se interrumpió en estos ratones en particular. También existió en aproximadamente un tercio de 94 líneas diferentes de ratones que portaban mutaciones relacionadas con el autismo y en dos cohortes independientes de personas con TEA.
Buscando más para determinar mejor las conexiones anatómicas entre estas regiones, los investigadores vieron que las señales de Rcrus1 parecen dirigirse al mPFC a través de un área conocida como núcleo lateral; sin embargo, la modulación de esta región solo fue suficiente para mejorar los comportamientos socialesen su modelo genético de ratón, mientras que los comportamientos repetitivos / inflexibles se mantuvieron anormales. Por lo tanto, Tsai y sus colegas interrogaron a otras regiones cerebelosas y descubrieron que la modulación de otra región cerebelosa implicada en ASD, el vermis posterior, mejora las conductas repetitivas e inflexibles.si esta región cerebelosa también se dirige al mPFC y descubrió que tanto el vermis posterior como el Rcrus1 convergen en el mPFC a través de otra región intermedia, el tálamo ventromedial.
Tsai explica que cada una de estas regiones podría desempeñar un papel clave en posibles terapias futuras para el TEA. Y debido a que sus experimentos podrían mejorar los comportamientos sociales disfuncionales y repetitivos / inflexibles incluso en animales adultos, aumenta la posibilidad de que las terapias dirigidas a este circuito enlos humanos podrían mejorar la disfunción relacionada con el TEA incluso en la edad adulta.
Del mismo modo que un electricista puede reparar el cableado de una casa una vez que comprende el diagrama de cableado, estos hallazgos nos dan la esperanza potencial de mejorar la actividad disfuncional en los circuitos involucrados en ASD ", dice Tsai.
Otros investigadores de UTSW que contribuyeron a este estudio incluyen a Elyza Kelly, Fantao Meng, Yasaman Kazemi, Chongyu Ren, Christine Ochoa Escamilla, Jennifer M. Gibson, Sanaz Sajadi, Robert J. Pendry, Tommy Tan y Brad E. Pfeiffer.
Este estudio se realizó con contribuciones críticas de científicos de la Universidad de Toronto, así como de las universidades de Oxford, American y Johns Hopkins, entre otras, y fue financiado por el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares NS083733, NS107004,NS095232 y NS105039, el Instituto Nacional de Salud Mental MH116882 y MH094268, la Alianza de Esclerosis Tuberosa, el Departamento de Defensa, Autism Speaks, los Institutos Canadienses de Investigación en Salud, el Instituto del Cerebro de Ontario y los Institutos Nacionales de Salud MH106957.
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Materiales proporcionado por UT Southwestern Medical Center . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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