- Un estudio vincula un gen que regula la formación de circuitos cerebrales con el autismo y las convulsiones.
- La investigación colaborativa abre el camino a futuros tratamientos para aliviar los síntomas del autismo y la epilepsia.
- Un nuevo estudio ofrece información sobre cómo el gen neuropilina2 contribuye al desarrollo de cambios de comportamiento asociados con el trastorno del espectro autista y la epilepsia.
El gen neuropilina2 codifica un receptor que participa en las interacciones intercelulares en el cerebro y desempeña un papel clave en la regulación del desarrollo de los circuitos neuronales. La neuropilina2 controla la migración de neuronas inhibidoras, así como la formación y el mantenimiento de las conexiones sinápticas en las neuronas excitadoras, dos componentes cruciales de la actividad cerebral.
Un estudio dirigido por el neurocientífico Viji Santhakumar, de la Universidad de California en Riverside, y colaboradores de la Universidad de Rutgers en Newark, Nueva Jersey, ofrece información sobre cómo este gen contribuye al desarrollo de cambios de comportamiento asociados con el autismo y la epilepsia. El estudio, publicado en Nature Molecular Psychiatry, ofrece una vía para futuros tratamientos dirigidos a aliviar algunos síntomas complejos de estas afecciones frecuentemente coexistentes.
Investigaciones previas han vinculado mutaciones en la neuropilina2 con trastornos neurológicos como el autismo y la epilepsia, pero los mecanismos implicados han permanecido en gran medida desconocidos.
En el estudio actual, Santhakumar y sus colaboradores crearon un modelo murino (Con ratones de laboratorio) de “desactivación selectiva de neuronas inhibitorias” para examinar las consecuencias de la eliminación del gen de la neuropilina2 . Descubrieron que la ausencia de neuropilina2 dificulta la migración de neuronas inhibitorias, alterando el delicado equilibrio entre las señales excitatorias e inhibitorias en el cerebro.
“Este desequilibrio provoca comportamientos similares al autismo y un mayor riesgo de convulsiones“, afirmó Santhakumar, investigador principal del estudio y profesor de biología molecular, celular y de sistemas. “Los resultados de nuestro estudio resaltan cómo un solo gen puede influir tanto en los sistemas excitatorios como en los inhibidores del cerebro. Demostramos que la interrupción del desarrollo del circuito inhibidor es suficiente para que los comportamientos relacionados con el autismo y la epilepsia coexistan. Al comprender mejor cómo funciona la neuropilina 2 en la formación de los circuitos cerebrales, podríamos desarrollar terapias más específicas para las diferentes características de estos trastornos“.
Un aspecto singular de la investigación es su enfoque en la migración de neuronas inhibidoras, un proceso en el que la neuropilina 2 desempeña un papel crucial. Al eliminar selectivamente la neuropilina 2 durante una ventana clave del desarrollo, los investigadores detectaron alteraciones en la regulación inhibitoria del circuito, lo que condujo a déficits en la flexibilidad conductual, las interacciones sociales y un mayor riesgo de convulsiones.
Los hallazgos del estudio sugieren que apuntar a fases específicas del desarrollo neuronal podría abrir nuevas puertas para intervenciones terapéuticas, previniendo potencialmente la aparición de estos trastornos si se detectan a tiempo.
“Al aislar el papel de la formación del circuito inhibitorio, podríamos desarrollar estrategias terapéuticas que mejoren los resultados para las personas con autismo, en particular para aquellas que sufren convulsiones“, afirmó Santhakumar.
Santhakumar llegó a la UCR en 2018 procedente de la Universidad de Rutgers para ampliar su visión de investigación y desarrollar una comprensión multinivel del funcionamiento de los circuitos cerebrales en la salud y la enfermedad, así como para descubrir los procesos biológicos que contribuyen a los trastornos del desarrollo cerebral.
El estudio colaborativo actual empleó técnicas de vanguardia en evaluaciones conductuales y fisiológicas. La investigación del equipo fue financiada por el Instituto de Salud Cerebral de Rutgers y el Consejo de Nueva Jersey para los Trastornos del Espectro Autista.
“Este estudio representa un avance en la comprensión de las bases genéticas y de los circuitos del autismo y la epilepsia“, afirmó Santhakumar. “Es crucial que sigamos explorando los mecanismos precisos que rigen el desarrollo y el mantenimiento de los circuitos, ya que este conocimiento podría, en última instancia, ayudarnos a desarrollar nuevas intervenciones para diversos trastornos del desarrollo, desde el autismo hasta el trastorno por déficit de atención e hiperactividad (TDAH) y la esquizofrenia“.
Bibliografía:
- Deepak Subramanian, Carol Eisenberg, Andrew Huang, Jiyeon Baek, Haniya Naveed, Samiksha Komatireddy, Michael W. Shiflett, Tracy S. Tran, Vijayalakshmi Santhakumar. Dysregulation of neuropilin-2 expression in inhibitory neurons impairs hippocampal circuit development and enhances risk for autism-related behaviors and seizures. Molecular Psychiatry, 2024; DOI: 10.1038/s41380-024-02839-4
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