El equipo de Salk revela pistas sobre el desarrollo temprano del trastorno del espectro autista

El equipo de Salk revela pistas sobre el desarrollo temprano del trastorno del espectro autista

Las neuronas de las personas con autismo exhiben diferentes patrones de crecimiento y se desarrollan a un ritmo más rápido

LA JOLLA—El trastorno del espectro autista (TEA) es un trastorno del desarrollo de la comunicación y el comportamiento relativamente común que afecta a aproximadamente 1 de cada 59 niños en los EE. UU., Según los Centros para el Control y Prevención de Enfermedades.. A pesar de su prevalencia, aún no está claro qué causa la enfermedad y cuáles son las mejores formas de tratarla.

Los investigadores del Instituto Salk compararon las células madre creadas a partir de personas con ASD con las células madre creadas a partir de personas sin ASD para descubrir, por primera vez, diferencias medibles en los patrones y la velocidad de desarrollo en las células derivadas de ASD.

Los hallazgos, publicados el 7 de enero de 2019 en la revista Nature Neuroscience, podría conducir a métodos de diagnóstico para detectar los TEA en una etapa temprana, cuando potencialmente podrían llevarse a cabo intervenciones preventivas.

"Aunque nuestro trabajo solo examinó células en cultivos, puede ayudarnos a comprender cómo los cambios tempranos en la expresión génica podrían conducir a un desarrollo cerebral alterado en personas con TEA", dice el profesor Salk. Calibrador oxidado, autor principal del estudio y presidente del Instituto. “Esperamos que este trabajo abra nuevas formas de estudiar los trastornos neuropsiquiátricos y del neurodesarrollo”.

Para el estudio, los investigadores tomaron células de la piel de ocho personas con ASD y cinco personas sin ASD y las convirtieron en células madre pluripotentes, células que tienen la capacidad de convertirse en cualquier tipo de célula. Luego persuadieron a las células madre para que se desarrollaran en el camino de convertirse en neuronas al exponerlas a ciertos factores químicos.

Mediante el uso de "instantáneas" moleculares de diferentes etapas de desarrollo en las células madre, el equipo pudo rastrear los programas genéticos que se activaron en un orden determinado a medida que las células madre se convertían en neuronas. Esto reveló diferencias clave en las células derivadas de personas con TEA. Por ejemplo, el equipo de Salk observó que el programa genético asociado con la etapa de células madre neurales se activaba antes en las células con TEA que en las células sin TEA. Este programa genético incluye muchos genes que se han asociado con mayores posibilidades de TEA. Además, las neuronas que finalmente se desarrollaron a partir de las personas con TEA crecieron más rápido y tenían ramificaciones más complejas que las del grupo de control.

"Actualmente se plantea la hipótesis de que las anomalías en el desarrollo cerebral temprano conducen al autismo, pero la transición de un cerebro en desarrollo normal a un diagnóstico de TEA es borrosa", dice el primer autor Simon Schafer, becario postdoctoral en el laboratorio de Gage. “Un gran desafío en el campo ha sido determinar los períodos críticos de desarrollo y sus estados celulares asociados. Esta investigación podría proporcionar una base para descubrir los rasgos patológicos comunes que surgen durante el desarrollo del TEA”.

"Este es un hallazgo muy emocionante y nos alienta a perfeccionar aún más nuestro marco metodológico para ayudar a avanzar en nuestra comprensión de los eventos biológicos celulares tempranos que preceden a la aparición de los síntomas", agrega Gage, quien ocupa la Cátedra de Investigación Vi and John Adler. sobre Enfermedades Neurodegenerativas Relacionadas con la Edad. "Estudiar la dinámica del sistema podría maximizar nuestra posibilidad de capturar estados de enfermedades mecanicistas relevantes".

Los investigadores dicen que los experimentos en este estudio conducirán a enfoques más dinámicos para estudiar los mecanismos que están involucrados en la predisposición y progresión de los TEA.

A continuación, planean centrarse en la creación de organoides cerebrales, modelos tridimensionales del desarrollo del cerebro en un plato que permite a los científicos estudiar las interacciones entre diferentes tipos de células cerebrales.

“Los métodos de diagnóstico actuales son en su mayoría subjetivos y ocurren después de la aparición de anomalías conductuales en niños pequeños”, dice Schafer. “Esperamos que estos estudios sirvan como marco para desarrollar enfoques novedosos para el diagnóstico durante un período temprano del desarrollo infantil, mucho antes de que se manifiesten los síntomas conductuales, para tener el máximo impacto en el tratamiento y la intervención”.

Otros investigadores del artículo fueron Apua CM Paquola, Shani Stern, Monique Pena, Thomas JM Kuret, Marvin Liyanage, Abed AlFatah Mansour, Baptiste N. Jaeger, Maria C. Marchetto y Jerome Mertens de Salk; David Gosselin de la Université Laval en la ciudad de Quebec, Canadá; Manching Ku de la Universidad de Friburgo en Friburgo, Alemania; y Christopher K. Glass de la Universidad de California en San Diego.

Este trabajo fue financiado por The James S. McDonnell Foundation, G. Harold & Leila Y. Mathers Charitable Foundation, JPB Foundation, March of Dimes Foundation, National Institutes of Health (NIH) subvenciones MH095741 y MH090258, The Engman Foundation, Annette C Merle-Smith, The Paul G. Allen Family Foundation y The Leona M. and Harry B. Helmsley Charitable Trust. También fue apoyado por la subvención NIH P30 014195, la Fundación Alemana de Investigación (DFG) y la Fundación Chapman.