Avance de la esquizofrenia: los científicos arrojan luz sobre la causa biológica

¿Qué causa la esquizofrenia? Esta es una pregunta que ha desafiado a los científicos desde que se identificó el trastorno por primera vez hace casi 130 años. Ahora, por primera vez, los investigadores han arrojado luz sobre el origen biológico de la enfermedad.
Los investigadores han descubierto que las variantes del gen C4, que se muestra en verde, juegan un papel clave en el desarrollo de la esquizofrenia.
Crédito de la imagen: Heather de Rivera / McCarroll

En lo que ha sido aclamado como un "avance" en la investigación de la esquizofrenia, científicos de la Facultad de Medicina de Harvard, el Broad Institute y el Boston Children's Hospital, todos en Massachusetts, descubrieron cómo un gen llamado complemento componente 4 (C4) desempeña un papel clave en el desarrollo de la esquizofrenia .

El equipo de investigación, incluido el autor principal Steven McCarroll, profesor asociado de genética y director de genética del Stanley Centre de Harvard, dice que sus hallazgos pueden ayudar al desarrollo de nuevos tratamientos y estrategias preventivas muy necesarios para la esquizofrenia.

La esquizofrenia es un trastorno mental caracterizado por alucinaciones, delirios, procesos de pensamiento disfuncionales y movimientos corporales agitados.

Se estima que alrededor de 21 millones de personas en todo el mundo tienen esquizofrenia, y el inicio de los síntomas es más común a fines de la adolescencia o al inicio de la edad adulta.

La enfermedad fue descubierta por primera vez por el psiquiatra alemán Dr. Emile Kraepelin en 1887, aunque el término "esquizofrenia" no se usó hasta 1910, acuñado por el psiquiatra suizo Paul Eugen Bleuler. El nombre proviene de las palabras griegas "schizo" (división) y "phren" (mente), alimentando el mito de que las personas con esquizofrenia tienen personalidades divididas; Este no es el caso.

Comprender las raíces genéticas de la esquizofrenia

En los años transcurridos desde que se descubrió la esquizofrenia, los investigadores han estado trabajando arduamente para determinar los mecanismos biológicos subyacentes que causan la enfermedad.

La falta de comprensión en esta área ha obstaculizado el descubrimiento de una cura o estrategias preventivas para la esquizofrenia; los tratamientos actuales, como los medicamentos antipsicóticos, solo pueden enfocarse en la eliminación de los síntomas.

Cada vez más, los investigadores han analizado cómo la esquizofrenia puede ser causada por factores genéticos, basándose en el conocimiento de que el trastorno es hereditario. En julio de 2014, el Grupo de Trabajo de Esquizofrenia del Consorcio de Genómica Psiquiátrica, que incluye investigadores del Centro Stanley, identificó más de 100 áreas del genoma humano que están relacionadas con el trastorno.

Ahora, McCarroll y sus colegas han construido sobre estos hallazgos, identificando un gen específico que parece tener la asociación más fuerte con el riesgo de esquizofrenia. Este gen es C4, que ya se sabe que juega un papel clave en el sistema inmune, alertando a las células inmunes sobre los patógenos que deben ser destruidos.

Estructuras específicas de C4 vinculadas al aumento del riesgo de esquizofrenia

Para su estudio, publicado recientemente en la revista Naturaleza, el equipo se dispuso a obtener una mejor comprensión de cómo funciona C4 en el cerebro.

McCarroll y su colega Aswin Sekar, un estudiante de doctorado y doctorado de la Harvard Medical School, crearon una novedosa técnica molecular que permitió al equipo caracterizar la estructura del gen C4 en las muestras de ADN de más de 65,000 individuos, de los cuales alrededor de 29,000 tenían esquizofrenia. y 36,000 no lo hicieron.

Además, los investigadores analizaron la actividad de C4 en casi 700 muestras de cerebro post-mortem.

Los investigadores explican que los genes C4 tienen una variabilidad significativa en su estructura, lo que significa que la cantidad de copias y variantes del gen puede diferir de persona a persona. Esto normalmente no ocurre con la mayoría de otros genes, lo que hace que C4 sea un gen de interés.

El equipo estaba sorprendido por sus resultados; descubrieron que las estructuras específicas del gen C4 podían predecir la actividad del gen C4 en el cerebro. Lo que es más, encontraron que ciertas estructuras génicas de C4 en el cerebro conducían a una expresión aumentada de formas particulares de C4 que se asociaban con un mayor riesgo de esquizofrenia.

En detalle, los investigadores encontraron que cuanto más una estructura del gen C4 conducía a la expresión de la variante C4A en el cerebro, mayor era el riesgo de esquizofrenia de una persona.

C4 'poda' las sinapsis para aumentar el riesgo de esquizofrenia

Luego, el equipo se dispuso a obtener una mejor comprensión de cómo ciertas estructuras génicas de C4 aumentan el riesgo de esquizofrenia.

Los investigadores adaptaron una técnica de genética molecular previamente utilizada en modelos de ratón para estudiar la "poda" de las sinapsis (las conexiones entre las células cerebrales o las neuronas) y el papel de C4 en el sistema inmunitario.

Usando este método adaptado para ver qué papel desempeña C4 en los cerebros de los ratones, los investigadores descubrieron que el gen es clave para la poda sináptica: el proceso mediante el cual las sinapsis se simplifican, lo que normalmente ocurre en la adolescencia tardía / adultez temprana en humanos.

Específicamente, el equipo descubrió que la actividad de C4 era necesaria para que una proteína llamada C3 se transfiriera a las sinapsis, lo que actúa como una señal de que las sinapsis deberían ser eliminadas.

Además, los investigadores encontraron que cuanto mayor era la actividad de C4 en los cerebros de los ratones, más poda sináptica experimentaban durante la maduración.

El equipo dice que sus hallazgos pueden explicar por qué la esquizofrenia tiende a desarrollarse al final de la adolescencia o al inicio de la edad adulta; la poda sináptica excesiva causada por el aumento de la actividad de C4 en este punto en el tiempo puede desencadenar el inicio de los síntomas.

Los resultados también pueden explicar por qué algunas personas con esquizofrenia tienen una corteza cerebral más delgada con menos sinapsis.La corteza cerebral es la capa externa del cerebro que desempeña un papel en la memoria, el lenguaje, la inteligencia y la conciencia.

Lo que es más, los investigadores dicen que sus hallazgos apoyan la teoría de que los componentes del sistema inmune desempeñan un papel de desarrollo en el cerebro, en lugar de simplemente ayudar a la lucha contra la infección.

"Las mismas proteínas están haciendo una cosa en la periferia para la inmunidad y otra cosa en el cerebro", dice McCarroll. "Es una forma inteligente en que la naturaleza reutiliza las mismas moléculas para diferentes trabajos".

Un "punto de inflexión crucial en la lucha contra la enfermedad mental"

Si bien la investigación está en sus inicios, los hallazgos sin duda representan un avance en la comprensión del desarrollo de la esquizofrenia.

Hablando a The Washington Post, Steven Hyman, director del Centro Stanley, elogió la investigación como "el estudio mecanístico más significativo sobre la esquizofrenia".

"Soy un viejo, curvilíneamente escéptico", agregó. "Pero estoy casi aturdido con estos hallazgos".

Y no es de extrañar que los científicos estén tan emocionados; descubrir que el gen C4 puede jugar un papel clave en el riesgo de esquizofrenia de una persona puede abrir la puerta a estrategias que previenen la enfermedad.

"Este descubrimiento enriquece nuestra comprensión del sistema del complemento en el desarrollo del cerebro y en la enfermedad, y no podríamos haber dado ese salto sin la genética", dice la coautora del estudio Beth Stevens, del Departamento de Neurología del Boston Children's Hospital.

"Estamos lejos de tener un tratamiento basado en esto", agrega, "pero es emocionante pensar que algún día podremos rechazar el proceso de poda en algunas personas y disminuir su riesgo".

Comentando los resultados, Bruce Cuthbert, director en funciones del Instituto Nacional de Salud Mental, que ayudó a financiar el estudio, dice:

"Este estudio marca un punto de inflexión crucial en la lucha contra la enfermedad mental. Debido a que los orígenes moleculares de las enfermedades psiquiátricas son poco conocidos, los esfuerzos de las compañías farmacéuticas para buscar nuevas terapias son pocos y distantes.

Este estudio cambia el juego. Gracias a este avance genético finalmente podemos ver el potencial de pruebas clínicas, detección temprana, nuevos tratamientos e incluso prevención ".

A continuación, el equipo espera crear modelos de ratón con las variantes humanas de C4 asociadas con el riesgo de esquizofrenia. Su objetivo es obtener más información acerca de cómo C4 contribuye a la poda sináptica, y determinar si dicha poda puede desempeñar un papel en otras afecciones neurológicas.

"En esta área de la ciencia, nuestro sueño ha sido encontrar mecanismos de enfermedad que conduzcan a nuevos tipos de tratamientos", dice McCarroll. "Estos resultados muestran que es posible pasar de los datos genéticos a una nueva forma de pensar sobre cómo se desarrolla una enfermedad, algo que se ha necesitado mucho".

Los científicos descubren un marcador genético de la malaria resistente a los medicamentos

Un equipo internacional ha encontrado un marcador genético para los parásitos causantes de la malaria que son resistentes a la artemisinina, un medicamento importante para tratar la enfermedad transmitida por mosquitos. Entre los investigadores, que informaron sus hallazgos en un reciente número en línea de Nature, se encuentra un equipo del Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas (NIAID), parte de los Institutos Nacionales de Salud de EE. UU.

(Health)

El consumo de bebidas endulzadas ahora está relacionado con la insuficiencia cardíaca

Una nueva investigación muestra un vínculo entre el consumo regular de bebidas endulzadas y una mayor probabilidad de insuficiencia cardíaca en los hombres. La nueva investigación afirma que las bebidas endulzadas aumentan el riesgo de insuficiencia cardíaca. Aunque esta es la primera vez que se investiga específicamente la insuficiencia cardíaca, ya existe una gran cantidad de datos sobre el impacto de las bebidas endulzadas en otros problemas de salud.

(Health)