Cómo una mutación en el gen del autismo altera el desarrollo del cerebro

Al analizar los cerebros de los ratones, los investigadores han descubierto cómo las mutaciones en un gen llamado CHD8 pueden alterar el desarrollo del cerebro y el funcionamiento cognitivo para causar autismo.
Los investigadores han arrojado luz sobre cómo las mutaciones del gen CHD8 alteran el desarrollo del cerebro y perjudican el funcionamiento cognitivo.

Investigadores de los Estados Unidos y Canadá descubrieron que las mutaciones del gen CHD8 alteran la expresión génica en ratones, lo que afecta su funcionamiento cognitivo y aumenta el volumen del cerebro.

Ambas características están presentes en humanos con autismo que tienen mutaciones en el gen CHD8.

Además, los investigadores descubrieron que los cambios en la expresión génica como resultado de las mutaciones del gen CHD8 surgen en el desarrollo cerebral temprano, y continúan a lo largo de la vida.

El estudio, dirigido por Alex Nord, de la Universidad de California-Davis, fue publicado recientemente en la revista Neurociencia de la naturaleza.

De acuerdo con los Centros para el Control y Prevención de Enfermedades (CDC), alrededor de 1 de cada 68 niños en los Estados Unidos han sido diagnosticados con autismo, con una condición que es aproximadamente 4.5 veces más común entre los niños que entre las niñas.

Si bien las causas exactas del autismo no están claras, los estudios han indicado que los factores ambientales y genéticos juegan un papel. Las mutaciones en el gen CHD8 se consideran uno de esos factores.

Estudiando las mutaciones del gen CHD8 en ratones

Localizado en el cromosoma 14, se sabe que CHD8 codifica una proteína responsable del empaquetamiento de ADN, que regula la expresión génica en las células durante el desarrollo.

Normalmente, los humanos tienen dos copias funcionales del gen CHD8. Sin embargo, en algunos casos raros de autismo, una copia de este gen está mutada y, por lo tanto, se pierde su función.

Nord y sus colegas utilizaron modelos de ratón para su estudio, con el fin de obtener una mejor comprensión de cómo las mutaciones del gen CHD8 influyen en el desarrollo del cerebro.

El equipo señala que alrededor del 85 por ciento de los genes de los ratones están codificados de manera similar a los genes humanos. Esto significa que los cambios en el ADN de los ratones simularán cambios en el ADN humano, convirtiendo a los roedores en un buen modelo para estudiar las mutaciones genéticas.

Lo que es más, los investigadores señalan que los ratones muestran comportamientos similares a los de los humanos.

"Las pruebas conductuales con ratones nos brindan información sobre sociabilidad, ansiedad y cognición", explica Nord. "A partir de ahí, podemos examinar los cambios a nivel anatómico y celular para encontrar enlaces entre dimensiones. Esto es fundamental para comprender la biología de los trastornos como el autismo".

Cómo las mutaciones de CHD8 afectan el cerebro

Usando la edición del gen CRISPR / Cas9, los investigadores criaron ratones que solo poseían una copia del gen CHD8, y analizaron cómo esto afectaba el desarrollo de su cerebro.

En ratones con dos genes CHD8 en funcionamiento, los investigadores encontraron que la expresión del gen CHD8 alcanzó su punto máximo al principio del desarrollo cerebral.

Pero en ratones con una sola copia funcional de CHD8, la proliferación celular aumentó significativamente en el desarrollo cerebral temprano, y los roedores exhibieron un tamaño cerebral más grande, que a menudo es el caso en humanos con autismo.

Además, el equipo descubrió que los ratones con una mutación del gen CHD8 experimentaron cambios en la expresión génica por el resto de sus vidas.

Es importante destacar que los investigadores encontraron que tales cambios interferían con la función de las sinapsis, que son estructuras que permiten la comunicación de las células cerebrales.

Estos cambios cerebrales condujeron a un deterioro cognitivo en los roedores, incluido el aprendizaje y la memoria deficientes.

Los hallazgos sugieren que las mutaciones del gen CHD8 no solo afectan el desarrollo del cerebro, sino que también continúan afectando el funcionamiento del cerebro durante la edad adulta.

Los investigadores creen que sus resultados ofrecen una idea de una de las causas subyacentes del autismo, lo que podría allanar el camino para los nuevos tratamientos muy necesarios para la enfermedad.

"Durante años, los objetivos del descubrimiento y tratamiento de fármacos se han basado en una caja negra desconocida de lo que está sucediendo en el cerebro", dice Nord.

"Ahora, usando enfoques genéticos para estudiar el impacto de las mutaciones específicas que se encuentran en los casos, estamos tratando de construir un modelo cohesivo que vincule el control genético del desarrollo cerebral con el comportamiento y la función cerebral".

Alex Nord

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