El autismo podría estar causado por un funcionamiento defectuoso de las mitocondrias
Los trastornos del espectro del autismo (TEA) podrían ser causados por deficiencias en el funcionamiento de las mitocondrias, esto es, los órganos responsables de generar la energía que necesitan las células. Así lo han sugerido distintas investigaciones recientemente publicadas que, sin embargo, no han podido identificar las bases biológicas para esta relación. Pero según un nuevo estudio llevado a cabo por investigadores de la Universidad de Cornell en Ithaca (EE.UU.), parece que esta teoría quizás no esté demasiado desencaminada. Y es que como muestran los resultados, los niños con TEA tienen un número mucho mayor de mutaciones nocivas en su ADN mitocondrial que el resto de los miembros de sus familias.
Como explica Zhenglong Gu, director de esta investigación publicada en la revista «PLOS Genetics», «nuestros hallazgos refuerzan las evidencias alcanzadas en los trabajos realizados recientemente sobre los TEA y llaman la atención sobre la evaluación del ADN mitocondrial o de la funcionalidad de la mitocondria en los niños diagnosticados con TEA que tienen uno o más trastornos del desarrollo o comorbilidades relacionadas».
El estudio tuvo por objetivo evaluar la posible existencia de una asociación entre un mal funcionamiento de las mitocondrias y el desarrollo de TEA. Y para ello, los autores analizaron las secuencias de ADN mitocondrial de 903 niños diagnosticados de autismo, de sus madres y de sus hermanos.
Los resultados mostraron que los niños con TEA tienen en su ADN mitocondrial el doble de mutaciones potencialmente dañinas que sus hermanos. Una cifra de mutaciones nocivas que, asimismo, es 1,5 veces mayor que en el caso de sus madres.
Y llegados a este punto, ¿por qué no se analizó el ADN mitocondrial de los padres? Pues, simplemente, porque el ADN mitocondrial se hereda directa y exclusivamente de la madre. Concretamente, este ADN mitocondrial es independiente del genoma –o ADN– del núcleo celular y se reproduce de manera espontánea durante la división celular para formar nuevas mitocondrias. Y en este contexto, en el momento de la concepción solo el núcleo del espermatozoide entra en el óvulo, dejando al resto de la célula, incluidas las mitocondrias, detrás. Así, las únicas mitocondrias que se desarrollarán en el nuevo embrión serán las procedentes del óvulo. O lo que es lo mismo, de la madre.
Entonces, ¿estas mutaciones en el ADN mitocondrial de los niños con TEA proceden de sus madres? Pues no necesariamente. Como explican los autores, «estas mutaciones pueden ser heredadas de la madre, pero también pueden ser el resultado de mutaciones espontáneas durante el desarrollo».
El estudio también muestra que el riesgo asociado a estas mutaciones es más pronunciado en los niños que tienen un cociente intelectual más bajo y un comportamiento social menos desarrollado que sus hermanos sin TEA. Y asimismo, que estas mutaciones también conllevan un riesgo superior de problemas neurológicos y del desarrollo en los niños con TEA. No hay que olvidar que las mitocondrias juegan un papel central en el metabolismo, por lo que los resultados podrían explicar los trastornos metabólicos comúnmente asociados a los TEA y a otros trastornos del desarrollo.
De hecho, inciden los autores, «la evaluación de la presencia de mutaciones en el ADN mitocondrial en las familias de alto riesgo podría ayudar a mejorar el diagnóstico y el tratamiento de todas estas enfermedades»
Como concluye Zhenglong Gu, «dado que muchos trastornos del neurodesarrollo en la infancia muestran alteraciones que convergen en una disfunción mitocondrial y podrían tener como heraldo común unas deficiencias en el ADN mitocondrial, es necesario realizar más investigaciones para dilucidar los mecanismos mitocondriales que sustentan estas enfermedades. Además, conocer los aspectos energéticos de los trastornos del neurodesarrollo podría conllevar al diseño de un nuevo tipo de tratamientos y estrategias preventivas centrados específicamente en las mitocondrias».
Enseñar a los padres a conectar con sus hijos con autismo mejora los síntomas.
Un tratamiento terapéutico especializado que enseña a los padres a comunicarse mejor con sus hijos con autismo mejora los síntomas de los pequeños a largo plazo, concluye un informe publicado en «The Lancet».
La revista médica británica recoge los resultados de un estudio que siguió la evolución de un grupo de padres y sus hijos, de entre 2 y 4 años, que participaron en el llamado Experimento preescolar de comunicación para autismo (PACT, por sus siglas en inglés).
PACT es un programa terapéutico de comunicación social para niños con autismo implementado por los propios padres, a quienes se enseña a detectar las particularidades comunicativas de sus hijos y a responder a ellas.
Los investigadores hicieron un seguimiento de 121 niños, primero en edad preescolar y luego seis años después.
De estos niños, 59 habían recibido con sus padres la terapia PACT, y el resto tratamientos convencionales, como intervenciones puntuales con psicólogos.
Entre las familias que recibieron el tratamiento intensivo que ofrece PACT, se detectó un descenso en los síntomas de autismo de los niños.
El porcentaje de infantes considerados profundamente autistas se redujo de un 55 % al principio del experimento a un 46 % al cabo de seis años.
En el caso de los niños que recibieron tratamientos terapéuticos convencionales, el porcentaje de pequeños con síntomas de autismo profundo aumentó, de un 50 a un 63 %.
El tratamiento PACT conlleva sesiones con especialistas, en las que se graba a los padres interactuando con sus hijos para después mostrarles el vídeo y enseñarles cómo mejorar la comunicación con sus hijos y captar las sutilezas de su comportamiento.
Después, los padres se comprometen a pasar 20 o 30 minutos en casa poniendo en práctica técnicas aprendidas.
Según los investigadores, esta es la primera vez que se demuestra que una intervención dirigida en la primera infancia puede mejorar de forma permanente los síntomas en niños con autismo.
Los autores apuntan que las mejoras se detectan en el plano de la comunicación social y en la reducción del comportamiento repetitivo, pero no en otros síntomas que padecen los afectados de autismo, como problemas en el lenguaje y de comportamiento o ansiedad.
«La ventaja de este enfoque, frente a intervenciones solo con psicólogos, es que tiene el potencial de tener un efecto en la vida cotidiana del niño», afirma el director del estudio, Jonathan Green, de la Universidad de Manchester (norte de Inglaterra).
«Nuestros hallazgos son muy alentadores, pues demuestran una mejora en síntomas básicos de autismo que hasta ahora se consideraban difíciles de cambiar», añadió.
Revista The Lancet Medical Journal
Encontrada base genética única en los genes del autismo que puede conducir a un diagnóstico precoz
Los investigadores de la Universidad Ben-Gurion del Néguev (BGU), están un paso más cerca de comprender las bases genéticas del autismo, que esperan que dé lugar a un diagnóstico más temprano de lo que se está convirtiendo rápidamente en el trastorno de desarrollo de mayor prevalencia en todo el mundo.
En el estudio publicado en Behavior Genetics, los investigadores examinaron las secuencias de más de 650 genes asociados con el autismo y descubrieron características que los distinguen de otros genes y los genes de otras enfermedades cerebrales específicas.
De acuerdo con los Centros de Estados Unidos para el Control y Prevención de Enfermedades (CDC), uno de cada 50 niños en Estados Unidos es diagnosticado con autismo, un trastorno neurológico que puede perjudicar gravemente la comunicación y las habilidades sociales. Estas cifras se han multiplicado desde la década de 1980, cuando sólo uno de cada 5.000 fue diagnosticado con un trastorno del espectro autista (TEA).
“Ahora estamos un paso más cerca de entender los genes asociados con el autismo y la comprensión de los procesos biológicos implicados en la enfermedad“, dice el Dr. Idan Menashe, que junto a sus colegas, Erez Tsur y el Prof. Michael friger, es miembro del Departamento de Salud Pública de la Universidad Ben Gurion en la Facultad de Ciencias de la Salud. El Dr. Menashe y Tsur también son miembros del Centro Zlotowski de BGU para la Neurociencia.
“Este estudio nos da una herramienta para ayudar a identificar los genes del autismo adicionales utilizando la firma genética que encontramos. A partir de ahí, esperamos ser capaces de diagnosticar antes el autismo“, dicen los investigadores.
Una característica particularmente distinta de los genes del autismo que los investigadores encontraron es su longitud genómica excepcional, que es más larga que los demás genes del cerebro estrechamente relacionados con enfermedades como el Alzheimer y la esquizofrenia.
Además, cuando los investigadores estudiaron a las familias que tienen un niño diagnosticado con TEA, encontraron una firma genómica única por selección negativa, un proceso evolutivo que purifica y elimina las mutaciones disruptivas de los genes y les impide que se repliquen en las siguientes generaciones.
El Dr. Menashe y sus colegas también han buscado evidencias de selección positiva en estos genes, lo que causaría un aumento en la frecuencia hasta que ser un factor en la población. “Si bien este tipo de mecanismo podría explicar la prevalencia del autismo en la población humana, no se encontraron indicios de que la selección positiva actúa en los genes del autismo“, dice. “Por lo tanto, mientras que las mutaciones susceptibles de autismo están en el genoma humano, sólo son un trastorno de autismo cuando se combina con otros factores genéticos, no genéticos o ambientales”.
“Nuestros hallazgos sugieren que los genes del trastorno del espectro autista han evolucionado bajo fuerzas evolutivas complejas, que han dejado una firma única que se puede utilizar para identificar nuevos genes candidatos de TEA“, agregaron los investigadores.
Descubren el posible origen de déficit neuronales como epilepsia o autismo
Investigadores de Valencia y San Francisco han descubierto que un posible origen de determinados déficit neurológicos como epilepsia, parálisis cerebral o autismo son los «errores» en la migración masiva de nuevas neuronas durante los primeros meses de vida a la corteza prefrontal.
Esta es un área relacionada con funciones cognitivas y de ejecución, según la investigación que hoy publica la revista ‘Science’.
Esta investigación ha sido desarrollada por el Instituto Cavanilles de Biodiversidad y Biología Evolutiva de la Universitat de València (UV), el Centro de Investigación Biomédica de Red sobre Enfermedades Neurodegenerativas (CIBERNED), la University de California (San Francisco) y del Instituto de Investigación del Hospital La Fe de Valencia.
Los investigadores han identificado una población masiva de neuronas jóvenes, no reconocidas anteriormente, que migran en el cerebro humano durante los primeros meses de vida contribuyendo a la expansión del lóbulo frontal, una región estrechamente relacionada con funciones cognitivas y de ejecución.
Estas migraciones ocurren principalmente en los primeros tres meses de vida pero persisten hasta cerca de los siete meses, siendo ya muy escasas las que se encuentran a partir de los dos años. A partir de los seis años ya no se detectan.
Dada la naturaleza dinámica del lóbulo frontal en las etapas de lactante, lesiones en el cerebro humano durante el periodo neonatal y tercer trimestre podrían afectar al reclutamiento neuronal de la corteza prefrontal, dando lugar a ciertos déficit neurocognitivos y sensorimotores.
«Errores en estas migraciones podrían ser responsables de algunos desórdenes neurológicos como epilepsia, parálisis cerebral y desórdenes del espectro autista», aseguran los científicos.
Según indican, dicha neurogénesis «ocurre justamente cuando el cerebro empieza a interaccionar con el ambiente que rodea al niño, lo que se traduce en un rápido incremento de tamaño y complejidad de esta región».
Las nuevas neuronas se organizan en dilatadas cadenas que migran largas distancias. Primero viajan de forma tangencial y paralela a la superficie de los ventrículos laterales -muchas veces asociadas a vasos sanguíneos que le sirven de guía-; a continuación se dispersan de forma radial según se alejan de los ventrículos, y, finalmente, invaden la corteza prefrontal en todas direcciones.
La existencia de esta extensa migración de nuevas neuronas en el cerebro humano durante las etapas lactantes aparece tras una serie de trabajos previos coordinados por el neurobiólogo mexicano Arturo Alvarez Buylla (University of California, San Francisco).
En estudios realizados entre los grupos de Valencia y San Francisco ya se había demostrado la existencia de células madre en el cerebro humano, y se identificaron dos rutas de migración de células en el cerebro de lactantes, que partían de la región ventral de las eminencias ganglionares y se dirigían hacia los bulbos olfatorios y la corteza prefrontal ventral.
Las migraciones descritas en esa ocasión se organizan en grandes cadenas de miles de células, cuya concentración les permite atravesar el complejo entramado nervioso que comienza a desarrollarse en las zonas más ventrales -donde se originan las células asociadas al ventrículo-, hasta llegar a las capas superiores, donde se dispersan y comienzan la diferenciación.
«Estas células, que se diferencian en neuronas inhibidoras, serán las responsables de modular la información compensando el efecto de las neuronas excitantes, equilibrando la actividad del cerebro humano y contribuyendo a la plasticidad de sus circuitos», señalan los investigadores.
José Manuel García Verdugo, científico del Instituto Cavanilles de la Universitat de València en el proyecto, asegura que es «precisamente aquí donde un error podría dar lugar a desórdenes neurológicos’,
El artículo publicado en ‘Science’ señala que para seguir estas rutas de migración, los autores observaron que las células expresaban marcadores moleculares característicos de células migradoras inmaduras.
Además, tras el análisis de su ultraestructura con microscopía electrónica, identificaron características que indicaban movimiento celular, como su morfología fusiforme o la presencia de contactos densos esporádicos.
Consiguieron ver el movimiento real de estas células migradoras «in vivo» empleando rebanadas de tejido postmortem obtenidas a las pocas horas del fallecimiento, en las cuales marcaron con fluorescencia las células migradoras y vieron cómo éstas se desplazaban en cadenas e incluso cómo algunas se separaban para migrar individualmente hasta llegar a su destino final.
