Muchas variantes de genes se han relacionado con el autism pero ¿cómo estos cambios sutiles alterar el cerebro, y en última instancia, el comportamiento? Usando una combinación de imágenes cerebrales y el trabajo de detective genético, los científicos de la Escuela David Geffen de la UCLA de Medicina y el Instituto Semel para la Neurociencia y Comportamiento Humano son los primeros en ilustrar cómo una variante genética vinculada a reconecta el cerebro autista. Publicado en el 03 de noviembre edición en línea de Science Translational Medicine, el descubrimiento ofrece la prueba que falta física fundamental que vincula genes alterados de la función cerebral modificado y alterado el aprendizaje.
"Esta es una pieza clave del rompecabezas que hemos estado buscando", dijo el co-investigador principal el Dr. Daniel Geschwind, profesor de neurología y psiquiatría que tiene Gordon UCLA y Virginia MacDonald Distinguidos Cátedra de Genética Humana. "Ahora podemos comenzar a desentrañar el misterio de cómo los genes reorganizar los circuitos del cerebro no sólo en el autismo, pero en muchos trastornos neurológicos relacionados."
El equipo de la UCLA analizado las diferencias en la conectividad y función del cerebro que resultan de dos formas del gen CNTNAP2, uno de los cuales aumenta el riesgo para el autismo.
En estudios previos de Geschwind y otros demostraron que el gen es más activo durante el desarrollo cerebral en el lóbulo frontal. La región está altamente involucrada en el aprendizaje, que a menudo se interrumpe en los niños autistas.
Ante la sospecha de que CNTNAP2 podrían influir en la actividad cerebral, los investigadores utilizaron imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI) para escanear los cerebros de 32 niños mientras realizaban tareas de aprendizaje relacionadas. La mitad de los niños tenía autismo, y la otra mitad no lo hizo.
El objetivo del equipo era para medir la resistencia de las vías de comunicación diferentes en diferentes regiones del cerebro, ya que conecta entre sí.
Las imágenes de fMRI entusiasmados a los científicos - y confirmó sus sospechas.
Independientemente de su diagnóstico, los niños llevar a la variante de riesgo mostró un cerebro desarticulada. El lóbulo frontal es demasiado vinculado a sí mismo y mal comunicada con el resto del cerebro. La comunicación con la parte posterior del cerebro disminuyó en particular.
"En los niños que son portadores del gen de riesgo, la parte frontal del cerebro parece hablar sobre todo consigo mismo", explicó el primer autor Ashley Scott-Van Zeeland, ahora Dickinson, investigador del Scripps Traslacional del Instituto de Ciencia. "No se comunica tanto con otras partes del cerebro y carece de conexiones de largo alcance en la parte posterior del cerebro."
Dependiendo de la versión CNTNAP2 el niño llevaba, los investigadores también observaron una diferencia en la conectividad entre los lados izquierdo y derecho del cerebro. En la mayoría de la gente, el lado izquierdo los procesos vinculados a las funciones del lenguaje, como el habla y la comprensión.
En los niños con el gen no-riesgo, las rutas de comunicación en el lóbulo frontal vinculados con mayor fuerza hacia el lado izquierdo del cerebro.
En los niños con la variante de riesgo, vías de comunicación en el lóbulo frontal vinculado de manera más amplia a ambos lados del cerebro. La simetría inusual sugiere que la variante del gen reconecta conexiones en el cerebro, tal vez explique por qué esta versión de CNTNAP2 se asocia a retraso en el habla.
"Vimos que si tenían la variante de riesgo, su cerebro mostró alterado los patrones de activación si se diagnostica en el espectro autista o no", explicó el co-investigador principal Susan Bookheimer, profesor de psiquiatría que tiene el Presidente Joaquín Fuster en Neurociencias Cognitivas . "Sospechamos que CNTNAP2 juega un papel importante en las neuronas del cableado en la parte frontal del cerebro, y que la variante de riesgo interfiere con ese proceso".
Al mejorar la comprensión de la relación entre los genes, el cerebro y el comportamiento, el hallazgo podría conducir a la UCLA la detección temprana del autismo, y nuevas intervenciones para reforzar las conexiones entre el lóbulo frontal y el lado izquierdo del cerebro.
"Si determinamos que la variante CNTNAP2 es un predictor consistente de las dificultades del idioma," dijo Scott-Van Zeeland, "podríamos comenzar a diseñar terapias dirigidas para ayudar a reequilibrar el cerebro y moverlo hacia un camino de un desarrollo más normal".
Los investigadores podrían poner a prueba si las terapias específicas realmente cambia la función del cerebro mediante la medición de la conectividad de los pacientes antes y después del tratamiento, añadió.
Los autores destacaron que los patrones de conectividad que se encuentran en el estudio aún están a lo largo del espectro de la variación genética normal. "Tercera parte de la población lleva a esta variante en su ADN", indicó Geschwind. "Es importante recordar que la variante genética por sí sola no causa autismo, sólo aumenta el riesgo."
Dirigido por el Centro de Autismo de UCLA excelencia, la investigación fue apoyado por becas del Instituto Nacional de Salud Infantil y Desarrollo Humano de la Alianza Nacional para la Investigación del Autismo, el Centro Nacional para Recursos de Investigación, Autism Speaks, la Fundación Whitehall, Programa de Capacitación en Genética y Neurocomportamentales un Premio al Servicio Nacional de Investigación.
Otros co-autores incluyen UCLA Ana Alvarez-Retuerto, Sonnenblick Lisa, Rudie Jeffrey, Ghahremani Dara, Mumford Jeanette, Poldrack Russell, Dapretto Mirella y Brett Abrahams, ahora en el Albert Einstein College of Medicine.
Fuente:
Universidad de California, Los Ángeles (UCLA), Ciencias de la Salud
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