El rápido crecimiento del cerebro en el autismo está relacionado con el daño al ADN (Cell Stem Cell)


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Investigadores del Instituto Salk (Estados Unidos) han descubierto un patrón único de daño en el ADN que surge en las células cerebrales derivadas de individuos con una forma macrocefálica de trastorno del espectro autista (TEA). El hallazgo, publicado en Cell Stem Cell, ayuda a explicar qué podría salir mal en el cerebro durante la división celular y el desarrollo para causar el trastorno.

"La división, o replicación, es una de las cosas más peligrosas que puede hacer una célula -explica Rusty Gage, autor principal del estudio-. La mayoría de los daños en el ADN se reparan a través de un proceso de reparación notablemente eficiente, pero se producen errores cuando la tasa de división se modifica genética o ambientalmente, lo que puede conducir a defectos funcionales a largo plazo".

En 2016, Gage y colegas descubrieron que las células madre del cerebro de personas con la forma macrocefálica de autismo crecían más rápidamente que las células de individuos no afectados. Las células madre cerebrales son precursoras de tipos de células más especializadas, como las neuronas.

El hallazgo explica, en parte, por qué muchas personas con TEA también tienen macrocefalia, ya que una mayor proliferación de células madre cerebrales durante el desarrollo puede conducir a cerebros más grandes.

En la nueva investigación, Gage y sus colegas analizaron nuevamente estas células precursoras neurales (CPN). Como todos los tipos de células proliferan y maduran durante el desarrollo embrionario, es normal que sus cadenas de ADN que se replican rápidamente acumulen pequeños errores, la mayoría de los cuales se corrigen y nunca hacen daño. Los investigadores se preguntaron si este daño en el ADN que se produjo durante el estrés de la replicación era más común en los precursores neuronales de rápida división de las personas con autismo.

Los investigadores recolectaron células de la piel de individuos con TEA y macrocefalia, así como de individuos neurotípicos (sin TEA), y utilizaron la tecnología de reprogramación de células madre para convencer a las células de cada persona en las CPN.

El equipo utilizó un compuesto químico para inducir el estrés de replicación en las CPN derivadoas de personas sin autismo y estudió dónde era más probable que se acumulara el daño del ADN. Compararon este daño inducido en las células de personas sin autismo con el daño natural del ADN acumulado en las células de las personas con autismo.

Las CPN de individuos autistas tenían niveles elevados de daño en el ADN, agrupados en 36 de los mismos genes que también habían sido dañados en células sanas expuestas al estrés de replicación. Y 20 de los genes se habían relacionado previamente con el autismo en estudios genéticos separados.

"Lo que nos dicen los nuevos resultados es que las células de personas con autismo macrocefálico no solo proliferan más sino que, naturalmente, experimentan más estrés de replicación", destaca Meiyan Wang, primer autor del nuevo artículo.

La rápida proliferación de las CPN puede conducir tanto a la macrocefalia como al estrés celular que estimula el daño al ADN, dice ella. Ese daño podría ser una fuente de mutaciones asociadas con el TEA. Si bien la tecnología utilizada en el estudio les dijo a los investigadores dónde se produjo el daño en el ADN, no saben cuánto de ese daño fue reparado antes de que las células maduraran en neuronas adultas y cuánto conduce a mutaciones duraderas.

"Nos gustaría profundizar en cómo el estrés de replicación y el daño del ADN afectan la función neuronal a largo plazo y si las neuronas adultas que surgen de estas células madre tienen más mutaciones de lo normal", dice Wang.