Una mutación genética en el cerebro adolescente propicia la esquizofrenia

La esquizofrenia podría ser causada por una mutación genética que origina una anomalía estructural en el cerebro durante la adolescencia, han descubierto investigadores de la Universidad de Warwick en Coventry, Inglaterra.

La esquizofrenia es un trastorno crónico y grave que afecta a la forma de pensar, sentir y actuar de las personas. Aunque es menos común que otros trastornos mentales, la esquizofrenia se encuentra entre las 15 principales causas de discapacidad en el mundo. Alrededor de 7 u 8 personas de cada 1.000 desarrollan esquizofrenia en su vida, según informa NIH.

Después de analizar más de 10.000 datos de imágenes genéticas recopilados de más de 20 universidades de 6 países, esta investigación descubrió cómo los genes que están directamente relacionados con la enfermedad mental se vuelven patógenos.

El estudio ha detectado así una nueva vía de riesgo genético que interrumpe el desarrollo del cerebro adolescente y, por lo tanto, aumenta aún más el riesgo de esquizofrenia.

Este descubrimiento abre nuevas posibilidades a la detección de este trastorno mental antes de la aparición de los síntomas clínicos, señalan los investigadores en un comunicado de la citada universidad.

La investigación analizó relaciones entre el cerebro y el genoma y descubrió que una mutación genética, relacionada con un mayor riesgo de esquizofrenia, está vinculada con el aumento del volumen de una región específica del cerebro de los adolescentes llamada putamen.

El putamen es uno de los tres núcleos principales de los núcleos basales del cerebro, los cuales se encargan principalmente de parte del control motor del cuerpo, por ejemplo, de la ejecución controlada y dirigida de los movimientos voluntarios finos.

Para llegar a esta conclusión, el equipo se centró en las imágenes estructurales del cerebro de adolescentes sanos de 14 años. En lugar de aplicar el clásico atlas anatómico de las regiones cerebrales, la investigación actual optó por realizar un análisis holístico exploratorio a nivel de voxel (la unidad cúbica que compone un objeto tridimensional) y el genoma.

Variación genética y volumen cerebral

Así descubrió, por primera vez, que el volumen de sustancia gris del putamen en adolescentes se asocia con una variación genética que ya había sido asociada anteriormente con el riesgo de esquizofrenia.

Sobre la base de los resultados estadísticos del análisis de asociación genómica a gran escala, el equipo de investigación realizó un análisis de aleatorización Mendeliana, que determina si una asociación observacional entre un factor de riesgo y un resultado es consistente con un efecto causal.

Así descubrió que existe realmente una vía genética en el cerebro asociada a las enfermedades mentales: una mutación genética (SNP rs13107325 en un gen transportador de zinc SLC39A8) eleva el riesgo de esquizofrenia en la edad adulta al interrumpir el desarrollo del volumen de putamen en los cerebros adolescentes.

Otra dificultad resuelta por esta investigación es que el estudio de asociación de voxel y genoma aumentó significativamente el cálculo en 40.000 veces, en comparación con estudios anteriores.

Para enfrentar este desafío computacional, el equipo de investigación desarrolló un nuevo algoritmo que acelera el análisis de la asociación en 10.000 veces, lo que permitió calcular 16.000.000 de asociaciones en 100 horas y validó los hallazgos utilizando múltiples muestras independientes.

Referencia

Association of a Schizophrenia-Risk Nonsynonymous Variant With Putamen Volume in Adolescents: A Voxelwise and Genome-Wide Association Study. Jianfeng Feng et al. JAMA Psychiatry. DOI:10.1001/jamapsychiatry.2018.4126