Un equipo de investigadores del Instituto Salk, en California (Estados Unidos) ha observado, por primera vez, diferencias mensurables en los patrones y la velocidad de desarrollo de las células de personas con autismo.
El trastorno del espectro autista (TEA) afecta al desarrollo de la comunicación y el comportamiento. A pesar de su prevalencia, todavía no está claro qué causa la enfermedad y cuáles son las mejores formas de tratarla.
Los hallazgos, publicados en la revista Nature Neuroscience, podrían llevar a métodos de diagnóstico para detectar el TEA en una etapa temprana, cuando las intervenciones preventivas podrían tener lugar.
“Aunque nuestro trabajo solo examinó células en cultivos, puede ayudarnos a comprender cómo los cambios tempranos en la expresión génica podrían llevar a un desarrollo cerebral alterado en personas con TEA”, explica el autor principal del estudio, el profesor Rusty Gage, en un comunicado. “Esperamos que este trabajo abra nuevas formas de estudiar los trastornos neuropsiquiátricos y del desarrollo neurológico”.
Primeras fases de desarrollo celular
Para el estudio, los investigadores tomaron células de la piel de ocho personas con TEA y cinco sin TEA y las convirtieron en células madre pluripotentes, que tienen la capacidad de convertirse en cualquier tipo de célula. Luego indujeron a las células madre para que se desarrollaran hasta convertirse en neuronas al exponerlas a ciertos factores químicos.
Mediante el uso de "instantáneas" moleculares de diferentes etapas de desarrollo en las células madre, el equipo pudo realizar un seguimiento de los programas genéticos que se activaron en un cierto orden, a medida que las células madre se convirtieron en neuronas. Esto reveló diferencias clave en las células derivadas de las personas con TEA.
Los investigadores observaron que el programa genético asociado con el estadio de células madre neurales se activó antes en las células de personas con TEA que en las células de las que no tenían el trastorno.
Este programa genético incluye muchos genes que se han asociado con mayores posibilidades de padecer TEA. Además, las neuronas que finalmente se desarrollaron a partir de las personas con TEA crecieron más rápido y tenían ramas más complejas que las del grupo de control.
“Actualmente se plantea la hipótesis de que las anomalías en el desarrollo cerebral temprano conducen al autismo, pero la transición de un cerebro con un desarrollo normal a un diagnóstico de TEA es borrosa”, explica el primer autor del estudio, Simon Schafer. “Un desafío importante en el campo ha sido determinar los períodos críticos de desarrollo y sus estados celulares asociados. Esta investigación podría proporcionar una base para descubrir los rasgos patológicos comunes que surgen durante el desarrollo del TEA”.
Hacia un mejor diagnóstico
“Este es un hallazgo muy emocionante, y nos alienta a refinar aún más nuestro marco metodológico para ayudar a mejorar nuestra comprensión de los eventos biológicos celulares tempranos que preceden a la aparición de los síntomas”, agrega Gage.
Los investigadores avanzan que los experimentos de este estudio conducirán a enfoques más dinámicos para estudiar los mecanismos que están involucrados en la predisposición y la progresión del TEA.
El siguiente paso es la creación de organoides cerebrales, modelos tridimensionales del desarrollo cerebral que permite a los científicos estudiar las interacciones entre los diferentes tipos de células cerebrales.
“Los métodos de diagnóstico actuales son, en su mayoría, subjetivos y se realizan después de la aparición de anomalías en el comportamiento de niños pequeños”, apunta Schafer. “Esperamos que estos estudios sirvan como marco para el desarrollo de nuevos enfoques para el diagnóstico durante un período temprano del desarrollo infantil, mucho antes de que se manifiesten los síntomas conductuales, para tener el máximo impacto en el tratamiento y la intervención".
Referencia
Pathological priming causes developmental gene network heterochronicity in autistic subject-derived neurons. S. T. Schafer et al. Nature Neuroscience, 7 January 2019. DOI: https://doi.org/10.1038/s41593-018-0295-x.