Infecciones en recién nacidos vinculadas a problemas de comportamiento posterior

Los investigadores que exploran el vínculo entre las infecciones del recién nacido y los problemas posteriores de comportamiento y movimiento han descubierto que la inflamación en el cerebro impide que las células accedan al hierro en un momento crítico del desarrollo cerebral.

Las células específicas en el cerebro necesitan hierro para producir la sustancia blanca que garantiza una comunicación eficiente entre las células del sistema nervioso central. La materia blanca se refiere a los haces de mielina de color blanco, una capa protectora sobre los axones que se proyectan desde el cuerpo principal de una célula cerebral.

Científicos de la Universidad Estatal de Ohio indujeron una leve infección por E. coli en ratones de 3 días. Esto causó una respuesta inflamatoria transitoria en sus cerebros que se resolvió en 72 horas.

Esta inflamación cerebral, aunque fugaz, interfirió con el almacenamiento y la liberación de hierro. Esto significó que la disponibilidad de hierro en el cerebro se redujo temporalmente.

Cuando se necesitaba más hierro, no estaba disponible, dicen los investigadores.

Jonathan Godbout, profesor asociado de neurociencia en la universidad y autor principal del estudio, explica:

"Lo importante es que el momento de la inflamación durante el desarrollo cerebral cambia los engranajes del cerebro del desarrollo a tratar la inflamación. La consecuencia de esto es el almacenamiento anormal de hierro por las neuronas que limita el acceso del hierro al resto del cerebro".

Las células que necesitan hierro durante este período crítico de desarrollo se llaman oligodendrocitos, que producen mielina y la envuelven alrededor de los axones. En el estudio actual, la infección neonatal causó que las neuronas aumentaran su almacenamiento de hierro, lo que privó al hierro de los oligodendrocitos.

Mala coordinación e hiperactividad

En otros ratones, los científicos confirmaron que la infección neonatal por E. coli se asoció con problemas de coordinación motora e hiperactividad dos meses después, el equivalente a la edad adulta en humanos.

Los cerebros de estos mismos ratones contenían niveles más bajos de mielina y menos oligodendrocitos, lo que sugiere que las breves reducciones en la disponibilidad de hierro cerebral durante el desarrollo temprano tienen efectos duraderos sobre la mielinización cerebral.

El momento de la infección en ratones recién nacidos generalmente coincide con las últimas etapas del tercer trimestre del embarazo en humanos. El proceso de mielinización comienza durante el desarrollo fetal y continúa después del nacimiento.

Jonathan Godbout dijo Noticias médicas hoy:

"Alrededor del 90% de las infecciones de aparición temprana ocurren dentro de las 24 horas del nacimiento. La mayoría de las infecciones de inicio temprano se derivan de fuentes maternas durante el proceso de parto. La incidencia de infección disminuye drásticamente después de las primeras 24 horas, pero las infecciones de inicio tardío ocurren entre 4 -90 días son aún relativamente comunes y se derivan del entorno de cuidado ".

Él pasó a decir:

"En nuestro estudio, la cepa de E.coli utilizada fue" débil "y se eliminó en 72 horas. Sin embargo, los efectos de este insulto transitorio inflamatorio sobre la mielinización, la homeostasis del hierro en el cerebro y el comportamiento fueron profundos".

Aunque otros investigadores han observado vínculos entre las infecciones del recién nacido y los efectos sobre la mielina y el comportamiento, los científicos no han descubierto por qué. El estudio de Godbout se centra en comprender cómo la activación del sistema inmune puede desencadenar interacciones inesperadas entre el sistema nervioso central y otras partes del cuerpo.

"No somos los primeros en demostrar que los eventos inflamatorios tempranos pueden cambiar el cerebro y el comportamiento, pero somos los primeros en proponer un mecanismo detallado que conecta la inflamación neonatal con los cambios fisiológicos en el sistema nervioso central", dice Daniel McKim, autor principal. en el papel y un estudiante en el Programa de Estudios de Posgrado en Neurociencia del Estado de Ohio.

Cambios en la fisiología del cerebro

La infección neonatal causó varios cambios en la fisiología del cerebro. Por ejemplo, los ratones infectados tenían marcadores inflamatorios aumentados, almacenamiento alterado de hierro neuronal y oligodendrocitos y mielina reducidos en sus cerebros.

Es importante destacar que las deficiencias en la mielinización cerebral se correspondieron con alteraciones conductuales y motoras 2 meses después de la infección.

Aunque no se sabe si estos problemas de movimiento durarían toda la vida, McKim señaló que "dado que estos impedimentos perduraron en lo que sería la adultez temprana en humanos, parece probable que sea relativamente permanente".

La reducción de la mielinización relacionada con problemas de movimiento y conducta en este estudio también se ha asociado con esquizofrenia y trastornos del espectro autista en trabajos previos de otros científicos, dijo Godbout, también investigador del Instituto de Investigación de la Medicina del Comportamiento de Ohio State (IBMR).

Él añade:

"Más investigación en esta área podría confirmar que las complicaciones del comportamiento humano pueden derivarse de la inflamación que cambia el patrón de mielina. La esquizofrenia y los trastornos del autismo son parte de eso".

Este estudio actual no identificó intervenciones potenciales para prevenir estos efectos de la infección de la vida temprana. Godbout y sus colegas teorizan que la nutrición materna -una dieta alta en antioxidantes, por ejemplo- podría ayudar a reducir la inflamación en el cerebro que sigue a una infección neonatal.

"El período prenatal y neonatal es un momento de desarrollo tan activo", dijo Godbout. "Esa es realmente la clave: estos desafíos inflamatorios durante los puntos críticos del desarrollo parecen tener efectos profundos. Tal vez solo queramos pensar más sobre eso clínicamente".

"E.coli es una causa principal de infección neonatal. Las estimaciones de infección neonatal varían de 1-8 / 1000 nacimientos. La infección neonatal es particularmente común en bebés de bajo peso al nacer y es tan alta como 160-300 / 1000 nacimientos en esta población.Las tasas de infección neonatal mejoran constantemente, debido al aumento de las pruebas de detección maternoinfantil y los enfoques efectivos de profilaxis antibiótica ".

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