Receptores en el cerebro vinculados a la esquizofrenia y el autismo

Receptores en el cerebro vinculados a la esquizofrenia y el autismo

Los ratones que carecían de un conjunto de receptores en un tipo de neurona en el cerebro desarrollaron comportamientos compulsivos y antisociales, descubrieron los científicos de Salk

LA JOLLA–La pérdida de un receptor crítico en una clase especial de neuronas inhibitorias en el
El cerebro puede ser responsable de los trastornos del neurodesarrollo, incluidos el autismo y la esquizofrenia, según una nueva investigación realizada por científicos de Salk.

La importancia del receptor, denominado mGluR5, en otras áreas del cerebro había sido previamente establecida. Hasta ahora, sin embargo, nadie había estudiado su papel específico en un tipo de célula conocido como interneuronas positivas para parvalbúmina, que se cree que son importantes en la cognición general y generan ciertos tipos de patrones de ondas oscilatorias en el cerebro.

"Descubrimos que sin este receptor en las células de parvalbúmina, los ratones tienen muchos déficits de comportamiento graves", dice terrence sejnowski, jefe de Salk's Laboratorio de Neurobiología Computacional, que lideró la investigación publicada en Molecular Psychiatry el 11 de agosto de 2015. “Y muchos de ellos realmente imitan de cerca lo que vemos en la esquizofrenia”.

Cuando los ratones se modifican para que carezcan del receptor mGluR5 en las células de parvalbúmina (derecha), tienen menos conexiones inhibitorias (rojas) que controlan la actividad de las neuronas excitatorias.

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Imagen: Cortesía del Instituto Salk de Estudios Biológicos

Los científicos habían descubierto previamente que cuando se interrumpía la señalización molecular en estas células durante el desarrollo, las redes del cerebro no se formaban correctamente. Estudios separados han revelado que los receptores mGluR5, que transmiten la señalización del glutamato en el cerebro, están relacionados con los trastornos de adicción, la ansiedad y el síndrome X frágil. Pero, en estos casos, mGluR5 se ve afectado en las células excitatorias, no en las células inhibidoras como las interneuronas positivas para parvalbúmina.

El equipo de Salk se preguntó cuál era el papel de mGluR5 en las células de parvalbúmina, ya que las células se consideraban tan importantes en el desarrollo del cerebro. Se asociaron con el equipo de Athina Markou del Departamento de Psiquiatría de la Universidad de California, San Diego, para examinar qué sucedió cuando el receptor se eliminó selectivamente de estas células después de la formación inicial del cerebro. Descubrieron que sin el receptor en estas células, los ratones tenían una serie de problemas de desarrollo, incluido un comportamiento de aseo obsesivo y repetitivo y tendencias antisociales. Además, los patrones de actividad en los cerebros de los animales se parecían a los observados en los seres humanos que padecen esquizofrenia.

“Este descubrimiento implica que los cambios después del nacimiento, no solo antes del nacimiento, están afectando la forma en que se configura la red”, dice margarita behrens, autor correspondiente y científico del personal de Salk.

Los resultados sugieren que una alteración en los receptores mGluR5 en estas células cerebrales puede ser un paso crítico en la formación de algunos trastornos del neurodesarrollo, agrega Sejnowski. Es una buena noticia, dice, porque el cambio molecular es potencialmente reversible.

Terrence Sejnowski y Margarita Behrens

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Imagen: Cortesía del Instituto Salk de Estudios Biológicos

"Las células todavía están vivas, y si podemos descubrir cómo entrar y cambiar algunos de estos interruptores moleculares, podríamos volver a poner las células en estados saludables y funcionales", dice.

Behrens dice que el estudio también debería ser una señal de precaución para que la industria farmacéutica desconfíe de los medicamentos que afectan al mGluR5 en todo el cerebro. “Hay muchos ensayos clínicos en curso que analizan la modulación de mGluR5 para la ansiedad y el síndrome X frágil”, dice. "Pero nuestros resultados sugieren que si afecta las neuronas de parvalbúmina, podría tener cambios de comportamiento que no esperaba".

Se necesita más investigación para demostrar si los receptores mGluR5 de las células de parvalbúmina están relacionados con enfermedades en humanos y, de ser así, qué causa la pérdida o interrupción de los receptores.

Otros investigadores del estudio fueron A. Pinto-Duarte, A. Kappe, A. Zembrzycki, EA Mukamel, K. Lucero y X. Wang del Instituto Salk; y SA Barnes y A. Markou de la Universidad de California, San Diego.

El trabajo y los investigadores involucrados fueron apoyados por subvenciones de los Institutos Nacionales de Salud y el Instituto Médico Howard Hughes, y una beca de la Fundación Calouste Gulbenkian.