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Los niños y adolescentes con autismo tienen un exceso de sinapsis en el cerebro, y este exceso se debe a un enlentecimiento en un proceso normal de “poda” durante el desarrollo, según los resultados de un nuevo estudio. Dado que las sinapsis son los puntos donde se conectan las neuronas y se comunican entre sí, un número excesivo de sinapsis podría tener efectos profundos en cómo funciona el cerebro. El hallazgo abre la perspectiva de activar una poda de sinapsis sobrantes mediante fármacos especiales después del diagnóstico.
Como parte del desarrollo normal del cerebro, durante la infancia se produce un aumento súbito de la formación de sinapsis, en particular en una región implicada en los comportamientos autísticos; la poda elimina alrededor de la mitad de estas sinapsis en un proceso que culmina en la etapa final de la adolescencia.
Se sabe que las sinapsis están afectadas por muchos genes que han sido asociados con el autismo, y algunos investigadores ya habían planteado la hipótesis de que las personas con autismo podrían tener más sinapsis de lo normal. Ahora, lo descubierto por el equipo de Guomei Tang y David Sulzer, del Centro Médico de la Universidad Columbia, en la ciudad estadounidense de Nueva York, respalda esa hipótesis y demuestra que las neuronas en los cerebros de personas con autismo no experimentan la poda normal durante la niñez y la adolescencia.
La neuróloga Guomei Tang examinó los cerebros de niños con autismo que habían muerto por otras causas. Trece cerebros procedían de niños con edades de 2 a 9 años, y otros trece de adolescentes con edades comprendidas entre los 13 y los 20. Se examinaron también veintidós cerebros sin autismo para comparar.
La Dra. Tang midió la densidad sináptica en una pequeña sección de tejido en cada cerebro, contando el número de pequeñas espinas que bifurcan desde esas neuronas de la corteza; cada espina se conecta con otra neurona a través de una sinapsis. Las mediciones indicaron que, hacia el final de la niñez, la densidad de las espinas había bajado hasta alrededor de la mitad en los cerebros de los niños sin autismo, pero sólo el 16 % en los de los pacientes con autismo.
Se hallaron también pistas sobre lo que causó este defecto en la poda en el cerebro de los pacientes; las células cerebrales de los niños autistas estaban llenas de partes viejas y dañadas, y eran muy deficientes en una vía de degradación conocida como “autofagia”. Las células usan la autofagia para degradar y reciclar sus propios componentes cuando dejan de funcionar.
Las neuronas en los cerebros de personas con autismo no pasan por una poda normal durante la niñez y la adolescencia. Las imágenes muestran neuronas representativas de cerebros no afectados (izquierda) y cerebros de pacientes autistas (derecha); las espinas en las neuronas indican la posición de las sinapsis.
Usando modelos de autismo en ratón, los investigadores rastrearon el defecto de poda hasta una proteína llamada mTOR. Descubrieron que, cuando mTOR está sobreactiva, las células cerebrales pierden mucha de su habilidad de “autodevorarse”. Y sin esta capacidad, los cerebros de los ratones se podaban de forma incompleta y contenían un exceso de sinapsis. Aunque las personas piensan normalmente que el aprendizaje necesita de la formación de nuevas sinapsis, la eliminación de sinapsis inapropiadas podría ser igual de importante o incluso más, tal como acota el Dr. Sulzer.
Esperanzadoramente, los investigadores pudieron restaurar la autofagia y la poda sináptica (y revertir los comportamientos parecidos a los del autismo humano en los ratones afectados) mediante la administración de rapamicina, un fármaco que inhibe la proteína mTOR. El fármaco fue efectivo incluso cuando se administró a los ratones después de que desarrollaran los comportamientos, lo que sugiere que este método podría emplearse para tratar pacientes humanos a posteriori de haber sido diagnosticados con la enfermedad.
Dado que se encontraron también grandes cantidades de mTOR sobreactiva en casi todos los cerebros de los pacientes autistas, los mismos procesos podrían estar ocurriendo en niños con autismo.
Este es un hallazgo muy importante que podría llevar a una nueva y prometedora estrategia terapéutica para el autismo.
Aunque la rapamicina tiene efectos secundarios que pueden hacer desaconsejable su uso en personas con autismo, el hecho de que se produzcan cambios en el comportamiento sugiere que el autismo podría aún ser tratable después de que se diagnostique a un niño, si se encuentra un fármaco sin tantos efectos secundarios.
Lo que es extraordinario sobre lo descubierto en este estudio es que aunque cientos de genes podrían estar conectados con el autismo, casi todos los humanos de quienes el equipo de Tang y Sulzer examinó muestras tenían la mTOR sobreactiva y una autofagia disminuida, y todos parecían tener una falta de poda sináptica normal. Esto indica que muchos, y quizá la mayoría, de los genes implicados en el autismo podrían converger en esta vía mTOR/autofagia, con lo cual, después de todo, la causa específica del autismo no sería tan compleja como se creía, y resultaría más factible hallar maneras eficaces de tratarlo.
septiembre 28/2014 (NCYT)
Tang G, Gudsnuk K, Kuo SH, Cotrina ML, Rosoklija G, Sosunov A.Loss of mTOR-Dependent Macroautophagy Causes Autistic-like Synaptic Pruning Deficits.Neuron. 2014 Sep 3;83(5):1131-43. 2014 Ago 2
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