Neurocientíficos revierten síntomas del autismo

Guoping Feng Imagen: Kent Dayton

El autismo tiene diversas causas genéticas, la mayoría de los cuales son aún desconocidas. Alrededor de 1 por ciento de las personas con autismo echa en falta un gen llamado Shank3, que es fundamental para el desarrollo del cerebro. Sin este gen, los individuos desarrollan síntomas de autismo típicos como son las conductas repetitivas y la evitación de las interacciones sociales. 

En un estudio con ratones, los investigadores del MIT han demostrado que pueden revertir algunos de los síntomas conductuales trayendo el gen de nuevo más tarde en la vida, lo que permite que el cerebro se vuelva a cablear correctamente a sí mismo. 

Esto sugiere que incluso en el cerebro adulto tenemos profunda plasticidad hasta cierto punto," dice Guoping Feng, profesor del MIT de ciencias cerebrales y cognitivas. Hay cada vez más pruebas de que algunos de los defectos son, en efecto reversibles, dando esperanza de que podemos desarrollar un tratamiento para los pacientes autistas en el futuro." 

Feng, que es el profesor de James W. y Patricia Poitras of Neurosciencia y miembro del Instituto McGovern del MIT para la Investigación del Cerebro y el Centro para la Investigación Psiquiátrica Stanley en el Instituto Broad, es el autor principal del estudio, que aparece el 17 de Febrero en la revista Nature. Los autores principales del artículo son los ex estudiante graduados del MIT Yuan Mei y el ex estudiante graduado del Instituto Broad Patricia Monteiro, ahora en la Universidad de Coimbra en Portugal. 

Impulsar la comunicación 

La proteína Shank3 se encuentra en las sinapsis - las conexiones que permiten a las neuronas comunicarse entre sí. Como una proteína de andamiaje, Shank3 ayuda a organizar los cientos de otras proteínas que son necesarias para coordinar la respuesta de una neurona a las señales entrantes. 

El estudio de casos raros de Shank3 defectuosa puede ayudar a los científicos a obtener información sobre los mecanismos neurobiológicos del autismo. Feng ha encontrado previamente que la falta o Shank3 defectuosa conduce a interrupciones sinápticas que pueden producir síntomas parecidos a los del autismo en ratones, incluyendo el comportamiento compulsivo, la evitación de la interacción social, y la ansiedad. También ha demostrado que algunas sinapsis en estos ratones, especialmente en una parte del cerebro llamada el cuerpo estriado, tienen una densidad muy reducida de las espinas dendríticas - pequeños brotes en las superficies de las neuronas que ayudan con la transmisión de señales sinápticas. 

En el nuevo estudio, Feng y sue colegas usan ratones genéticamente diseñados para que su gen Shank3 se apague durante el desarrollo embrionario, pero pueden volver a activarlo mediante la adición de tamoxifeno a la dieta de los ratones. 

Cuando los investigadores activarón el Shank3 en ratones adultos jóvenes (de dos a cuatro meses y medio después del nacimiento), fueron capaces de eliminar el comportamiento repetitivo y su tendencia a evitar la interacción social. A nivel celular, el equipo encontró que la densidad de las espinas dendríticas se incrementó dramáticamente en el cuerpo estriado de los ratones tratados, lo que demuestra la plasticidad estructural en el cerebro adulto. 

Sin embargo, la ansiedad de los ratones y algunos síntomas de coordinación motora no desaparecieron. Feng sospecha que estos comportamientos probablemente se basan en circuitos que se formaron de manera irreversible durante el desarrollo temprano. 

Cuando los investigadores activarón el Shank3 temprano en la vida, sólo 20 días después del nacimiento, la ansiedad y la coordinación motora de los ratones mejoró. Los investigadores están ahora trabajando en la definición de los períodos críticos para la formación de estos circuitos, que podrían ayudar a determinar el mejor momento para tratar de intervenir. 

"Algunos circuitos son más plásticos que otros", dice Feng. "Una vez que entendamos que circuitos controlan cada comportamiento y entender qué es exactamente lo que cambió a nivel estructural, podremos estudiar lo que conduce a estos defectos permanentes, y cómo podemos evitar que sucedan." 

Gordon Fishell, profesor de neurología en la Escuela de Medicina de la Universidad de Nueva York, elogia "el enfoque elegante" del estudio y dice que representa un importante avance en la comprensión del circuito y la fisiología celular que subyacen en el autismo. "La combinación de comportamiento, circuitos, la fisiología y la genética es el estado de la técnica", dice Fishell, que no participó en la investigación. "Por otra parte, la demostración del Dr. Feng que la restauración de la función Shank3 revierte los síntomas de autismo en ratones adultos sugiere que la terapia génica puede resultar en última instancia una terapia eficaz para esta enfermedad." 

Intervención temprana 

Para la pequeña población de personas con mutaciones SHANK3, los resultados sugieren que las nuevas técnicas de edición de genoma podrían, en teoría, ser utilizados para reparar el gen defectuoso Shank3 y mejorar los síntomas de estos individuos, incluso más tarde en la vida. Sin embargo estas técnicas aún no están listas para su uso en seres humanos. 

Feng cree que los científicos también pueden ser capaces de desarrollar enfoques más generales que se aplicarían a una población mayor. Por ejemplo, si los investigadores pueden identificar los circuitos defectuosos que son específicos para ciertas anormalidades de comportamiento en algunos pacientes con autismo, y encontrar la manera de modular la actividad de los circuitos ", también podría ayudar a otras personas que pueden tener defectos en los mismos circuitos a pesar de que el problema surgió a partir de una mutación genética diferente. 

"Es por eso que es importante en el futuro identificar qué subtipo de neuronas son defectuosos y qué genes se expresan en estas neuronas, para entonces poder utilizarlos como objetivo sin afectar a todo el cerebro", dice Feng.