Novos neurônios revelam pistas sobre o autismo de um indivíduo

Novos neurônios revelam pistas sobre o autismo de um indivíduo

Pesquisadores da Salk encontram marcas de supercrescimento precoce do cérebro em células de pessoas com autismo

LA JOLLA — O cérebro de algumas pessoas com transtorno do espectro do autismo crescer mais rápido do que o normal no início da vida, muitas vezes antes do diagnóstico. Um novo estudo co-liderado por cientistas do Instituto Salk empregou uma técnica avançada de células-tronco para desvendar os mecanismos que impulsionam o misterioso fenômeno do excesso de crescimento cerebral, que afeta até 30% das pessoas com autismo.

As descobertas, publicadas em 6 de julho de 2016 na revista Psiquiatria Molecular, mostram que é possível usar tecnologias de reprogramação de células-tronco desenvolvidas na última década para modelar os estágios iniciais de distúrbios complexos e avaliar potenciais medicamentos terapêuticos.

Curiosamente, a equipe de Salk descobriu que os neurônios derivados de células-tronco faziam menos conexões no prato em comparação com as células de indivíduos saudáveis. Além disso, os cientistas conseguiram restabelecer a comunicação entre as células adicionando IGF-1, uma droga atualmente sendo avaliada em ensaios clínicos de autismo.

“Essa tecnologia nos permite gerar visualizações do desenvolvimento de neurônios que historicamente têm sido intratáveis”, diz o investigador sênior medidor enferrujado, professor do Laboratório de Genética de Salk e titular da cadeira Vi e John Adler para pesquisa sobre doenças neurodegenerativas relacionadas à idade. “Estamos entusiasmados com a possibilidade de usar métodos de células-tronco para desvendar a biologia do autismo e possivelmente rastrear novos tratamentos com medicamentos para esse distúrbio debilitante”.

O autismo, que afeta aproximadamente 1 em cada 68 crianças nos Estados Unidos, é caracterizado por problemas de comunicação, dificuldades de interação com outras pessoas e comportamentos repetitivos, embora os sintomas variem dramaticamente em tipo e gravidade. Não há nenhuma causa conhecida de autismo.

Em 2010, Gage, Carol Marchetto, do Salk's Laboratory of Genetics, Alysson Muotri, da University of California, San Diego, e seus colaboradores mostraram que podiam recriar características da síndrome de Rett – um distúrbio raro que compartilha características do autismo, mas é causado por mutações em um único gene - em uma placa de Petri.

Eles fizeram isso retirando células da pele de pacientes, adicionando uma mistura de produtos químicos que instruíam essas células a formar células-tronco e, por sua vez, persuadindo suas novas células-tronco a se transformarem em neurônios. A capacidade de formar o que é chamado de células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs) a partir de células humanas foi iniciada por pesquisadores em 2007, mas alguns cientistas inicialmente ficaram céticos de que a nova tecnologia pudesse fornecer informações sobre distúrbios hereditários complexos, como o autismo.

“Nesse estudo, células-tronco pluripotentes induzidas nos deram uma janela para o nascimento de um neurônio que não teríamos de outra forma”, diz Marchetto, cientista sênior da equipe e primeiro autor do estudo. “Ver características da síndrome de Rett em um prato nos deu a confiança para o próximo estudo do autismo clássico.”

No novo estudo, colaborando com Muotri e outros cientistas da UCSD mais uma vez, a equipe de Gage criou células-tronco de um subconjunto de pessoas com autismo cujos cérebros cresceram 23% mais rápido do que o normal durante a infância, mas posteriormente se normalizaram.

As células precursoras de neurônios derivadas dos pacientes se multiplicaram mais rapidamente do que as dos indivíduos com desenvolvimento típico. A descoberta apóia a teoria de alguns especialistas de que o aumento do cérebro é causado por interrupções no ciclo normal de divisão da célula, diz Marchetto. Além disso, os neurônios derivados de células-tronco de indivíduos com autismo se comportaram de maneira anormal, explodindo em atividade com menos frequência em comparação com as células de pessoas saudáveis.

A atividade desses neurônios parecia melhorar com a adição de IGF-1, que é conhecido por aumentar as conexões entre os neurônios. O grupo planeja usar as células dos pacientes para investigar os mecanismos moleculares por trás dos efeitos do IGF-1, em particular sondando mudanças na expressão gênica com o tratamento.

Embora as células recém-derivadas estejam longe dos cérebros dos pacientes, uma célula cerebral por si só pode revelar pistas importantes sobre uma pessoa, diz Marchetto. “Sempre fico surpresa quando podemos ver semelhanças entre as características das células da placa e a doença humana”, acrescenta ela.

Outros autores do estudo são Haim Belinson e Anthony Wynshaw-Boris do University of California, San Francisco; Yuan Tian, ​​Jing Ou e Daniel Geschwind, do University of California, Los Angeles; Beatriz Freitas, Patricia Beltrão-Braga, Cleber Trujillo, Eric Courchesne, Cynthia Barnes, Karen Pierce, Lawrence Eichenfield, Tiziano Pramparo e Lisa Eyler do University of California San Diego; Chen Fu de Case Western Reserve University em Cleveland, Ohio; Krishna Vadodaria, Ana Mendes, Yanelli Nunez, Himanish Ghosh e Rebecca Wright de Salk; Krishnan Padmanabhan de Escola de Medicina e Odontologia da Universidade de Rochester Em Nova Iórque; e Kristen Brennand de Escola de Medicina Icahn no Monte Sinai em Nova York.

A pesquisa foi apoiada pelo Instituto de Medicina Regenerativa da Califórnia, National Institutes of Health, The Fundação Internacional de Síndrome de Rett, um Prêmio NARSAD Investigador Independente, um NIMH Autismo Centro de Excelência Subvenção do Projeto do Programa, O Leona M. e Harry B. Helmsley Charitable Trust, The Fundação JPB, a Fundação Robert e Mary Jane Engman, o Programa de Pesquisa de Autismo do CDMRP, Universidade da Califórnia, Instituto de Pesquisa Clínica e Translacional de San Diego e Autism Speaks.