El autismo comparte los cambios de la estructura cerebral con otras condiciones psiquiátricas

Colcha cortical: patrones similares de grosor cortical vinculan el autismo y otras condiciones neurocítricas.

POR ANGIE VOYLES ASKHAM

Fuente: Spectrum / 01/10/2020

Fotografía: Spectrum

Los autistas comparten algunas diferencias en la estructura del cerebro con personas que tienen otras condiciones neuropsiquiátricas, como la esquizofrenia y el trastorno por déficit de atención e hiperactividad (TDAH), según un nuevo estudio masivo de imágenes del cerebro (1). Estas diferencias compartidas provienen del desarrollo atípico de un tipo particular de neurona, sugieren los hallazgos.

Los resultados proporcionan "más evidencia de que nuestra comprensión del autismo puede realmente avanzar si se estudia explícitamente el autismo en el contexto de otros trastornos", dice Armin Raznahan, jefe de la Sección de Neurogenómica del Desarrollo del Instituto Nacional de Salud Mental de los Estados Unidos en Bethesda, Maryland, que no participó en el estudio.

Los investigadores observaron los escáneres cerebrales de 28.321 personas para identificar los cambios estructurales asociados con cualquiera de las seis afecciones: autismo, TDAH, trastorno bipolar, trastorno depresivo mayor, trastorno obsesivo-compulsivo y esquizofrenia.

El equipo encontró que los cerebros de las personas con estas condiciones difieren de los controles de una manera específica: tienen patrones similares de grosor a través de la corteza, la capa exterior del cerebro. Las regiones corticales con las mayores diferencias de grosor son típicamente ricas en un tipo particular de neurona excitadora.

"Fuimos capaces de poner nuestros dedos en lo que podría estar detrás de ese punto en común", dice el investigador principal Tomas Paus, profesor de psicología y psiquiatría de la Universidad de Toronto en Canadá. "Eso fue muy emocionante".

El trabajo combinó datos de 145 cohortes dentro del consorcio Enhancing Neuroimaging Genetics through Meta-Analysis (ENIGMA), un grupo internacional de investigadores que recogen y analizan datos de escáneres cerebrales de forma estandarizada para poder poner en común sus resultados.

Esta colaboración permitió a los investigadores hacer comparaciones entre las condiciones que se estudian más a menudo de forma individual, dice el investigador del estudio Yash Patel, un estudiante graduado en el laboratorio de Paus.

Vinculando condiciones

Paus, Patel y sus colegas usaron imágenes de resonancia magnética (IRM) para escanear los cerebros de 12.721 personas con cualquiera de las seis afecciones y 15.600 controles, todos de entre 2 y 89 años de edad. Para cada escaneo, dividieron la corteza del hemisferio izquierdo en 34 regiones diferentes y evaluaron el grosor de cada una. Luego observaron cuánto se desviaba el grosor en las personas con cualquiera de las seis condiciones de la de los controles.

El mismo patrón general se mantuvo para las personas con cualquiera de las seis condiciones: Las regiones que eran atípicamente gruesas o delgadas en los cerebros de las personas con una condición también eran atípicamente gruesas o delgadas en las otras condiciones.

Las condiciones que eran más similares en sus patrones de grosor cortical también tenían más probabilidades de ser genéticamente similares (una medida evaluada en un estudio anterior (2). Por ejemplo, el autismo y la esquizofrenia, condiciones que comparten la genética y los rasgos, mostraron la correlación más fuerte. El nuevo trabajo se publicó en JAMA Psychiatry en agosto.

Observando las mismas 34 regiones cerebrales en el Atlas del Cerebro Humano de Allen, un repositorio de datos de expresión génica, los investigadores examinaron cómo se expresan normalmente 2.511 genes en los cerebros típicos. Para adivinar los tipos de células presentes en cada región, buscaron estos genes en los datos de expresión de nueve tipos diferentes de células previamente identificadas en los cerebros de ratones (3). (La mayoría de los conjuntos de datos humanos que podrían utilizarse para este propósito no capturan información genética sobre las dendritas de una célula, las ramas que reciben la entrada de otras neuronas, que son de particular interés para estudiar el desarrollo (4).

Las regiones con un grosor más atípico, según encontraron, muestran una alta expresión de genes asociados a un tipo de célula piramidal - una neurona excitadora con dendritas tupidas.

Teorías de desarrollo

Utilizando el atlas de BrainSpan, que incluye datos de expresión génica del tejido cerebral humano a las 8 semanas posteriores a la concepción hasta los 40 años de edad, el equipo examinó cómo la expresión de genes importantes para las neuronas piramidales cambia a lo largo del desarrollo. Encontraron que los genes en cuestión se dividen en dos grupos: los que se expresan prenatalmente y los que se expresan postnatalmente.

El conjunto de genes prenatales se asocia con procesos de desarrollo neurológico, como la formación de dendritas y el crecimiento de axones, ramas neuronales que envían señales a otras células del cerebro. El otro conjunto, expresado después del nacimiento, está vinculado a la plasticidad del cerebro y a la señalización sináptica.

Juntos, los hallazgos insinúan que los cambios de grosor observados en las seis condiciones se relacionan con algo atípico que ocurre con las neuronas piramidales durante dos períodos de desarrollo - primero en el útero y luego de nuevo durante la vida de una persona, dice Paus.

Sondear estas asociaciones genéticas con más detalle puede revelar "ventanas de desarrollo específicas que serían óptimas para la intervención", dice Carrie Bearden, profesora de psiquiatría y ciencias del biocomportamiento en la Universidad de California, Los Ángeles, que no participó en el estudio.

En el futuro, Paus y sus colegas continuarán trabajando con las mismas cohortes de ENIGMA, y posiblemente con algunas más. Planean llevar a cabo un estudio similar para ver cómo el área de la superficie cortical, en lugar del espesor, se compara a través de las condiciones. Mientras que el grosor de la corteza cambia con la edad, el área de la superficie es relativamente estable a los 2 años de edad, dice Paus. Por esa razón, mirar el área de la superficie podría proporcionar un vistazo a los cambios biológicos que se desarrollan durante los primeros años de desarrollo.

REFERENCIAS

1. Patel Y. et al. JAMA Psychiatry Epub ahead of print (2020) PubMed.

2. Anttila V. y otros. Science 360, eaap8757 (2018) PubMed.

3. Zeisel A. y otros. Science 347, 1138-1142 (2015) PubMed.

4. Skene N.G. et al. Nat. Genet. 50, 825-833 (2018) PubMed.

TAGS: autismo, trastorno bipolar, imágenes del cerebro, corteza, depresión, expresión génica, MRI, OCD, cerebros postmortem, esquizofrenia