El cromosoma X ejerce una influencia adicional en el desarrollo del cerebro

Efectos X-tra: Las regiones del cerebro que muestran una mayor influencia del cromosoma X (amarillo) apoyan funciones como la atención, la toma de decisiones y las habilidades sensoriales y motoras.

POR RACHEL ZAMZOW

Fuente: Spectrum | 15/09/2021

Fotografía: Autism Spectrum

El cromosoma X ejerce una influencia genética más fuerte de lo esperado sobre la estructura de varias regiones del cerebro, según un nuevo estudio.

El cromosoma X ejerce una influencia genética más fuerte de lo esperado sobre la estructura de varias regiones del cerebro, según un nuevo estudio. Los genes ligados al cromosoma X que pueden subyacer a esta influencia excesiva están relacionados con el autismo y la discapacidad intelectual.

"Ya había indicios de que el cromosoma X podía ser llamativo, por lo implicado que está en el cerebro", afirma el investigador principal, Armin Raznahan, jefe de la sección de neurogenómica del desarrollo del Instituto Nacional de Salud Mental de EE.UU. Muchos genes del cromosoma X -incluidos los que están en el origen de varias enfermedades relacionadas con el autismo, como el síndrome del cromosoma X frágil y el síndrome de Rett- se expresan en el cerebro, por ejemplo.

Pero los nuevos hallazgos sugieren que el cromosoma X, a pesar de contener sólo el 5 por ciento del genoma humano, tiene un papel privilegiado en la formación del cerebro, que puede ser especialmente relevante para las condiciones de desarrollo. Es más, esta influencia puede ser más fuerte en los hombres que en las mujeres, según el estudio.

"Lo que muestran es que X es fundamentalmente diferente", dice David Glahn, profesor de psicología de la Universidad de Harvard, que no participó en el nuevo estudio. "Se sale de la escala".

Las investigaciones de la última década han relacionado la variación genética con cambios en las características del cerebro, como el tamaño general o los patrones de conectividad entre regiones, dice Glahn. Pero "el cromosoma X y el cromosoma Y están fundamentalmente poco estudiados", porque incluirlos requiere un trabajo analítico adicional, dice.

Esta carencia podría desaparecer pronto, gracias a los potentes conjuntos de datos que recopilan la secuenciación de genes y los datos de imágenes cerebrales de decenas de miles de personas. El nuevo trabajo es el último de una serie de estudios que aprovechan el Biobanco del Reino Unido, que alberga datos genéticos y de imagen de casi 40.000 personas.

"La capacidad de estudiar el cromosoma X y su influencia en la estructura cerebral no ha sido posible hasta que se ha dispuesto de estos enormes conjuntos de datos", afirma Neda Jahanshad, profesora asociada de neurología de la Universidad del Sur de California en Los Ángeles, que no participó en el estudio. "Esta es una investigación inicial realmente importante al respecto".

Archivos X

Raznahan y sus colegas analizaron los datos genéticos y los escáneres de resonancia magnética de 32.256 adultos, aproximadamente la mitad de ellos mujeres, de la población general.

A partir de las exploraciones cerebrales, los investigadores determinaron el grosor, el volumen y la superficie de 358 regiones del córtex de cada participante. Buscaron vínculos entre estos rasgos estructurales y los ajustes en el código genético de los participantes y, a continuación, calcularon la proporción de variación de los rasgos corticales ligada a la del cromosoma X. Raznahan y su equipo publicaron sus resultados en julio en Nature Neuroscience.

Los investigadores descubrieron que el cromosoma X ejerce una mayor influencia en la estructura de varias regiones del cerebro, como el córtex prefrontal, el córtex sensoriomotor y la unión temporoparietal, de lo que cabría esperar por su tamaño genómico. Y este patrón era más evidente para la superficie que para el grosor o el volumen de una región cerebral. De hecho, la variación genética en el cromosoma X explica más del 20 por ciento de la variación en la superficie de varias regiones, según el estudio.

La influencia del cromosoma en la unión temporoparietal es especialmente intrigante en lo que respecta al autismo, afirma Glahn. La actividad y el plegamiento de esta región están relacionados con la teoría de la mente, es decir, la capacidad de intuir los sentimientos y pensamientos de los demás. Algunas personas autistas encuentran esta habilidad difícil.

Los investigadores también descubrieron que las redes relacionadas con la atención, la toma de decisiones y la función sensorial y motora se solapan significativamente con las áreas cerebrales más influenciadas por la variación del cromosoma X, lo que sugiere que el cromosoma X apoya el comportamiento adaptativo, dice Raznahan.

"La organización estructural ofrece, sin duda, una visión inicial", afirma Jahanshad. Pero el siguiente paso clave es correlacionar la variación genética del cromosoma X con los patrones de los datos de las imágenes funcionales y los rasgos de comportamiento reales. (Raznahan dice que tiene previsto hacer esto en estudios de seguimiento).

Efectos del sexo

Un análisis separado arrojó 20 genes ligados al cromosoma X que están asociados con la superficie de las regiones cerebrales que muestran fuertes influencias del cromosoma X en general. Varios de estos genes están implicados en la discapacidad intelectual, la hidrocefalia y el autismo.

El trabajo complementa otro estudio del Biobanco del Reino Unido, publicado en abril en la misma revista, en el que otro equipo se centró en genes específicos del cromosoma X relacionados con características cerebrales, como la integridad de los haces nerviosos en el cerebro.

El equipo de Raznahan también demostró que la influencia del cromosoma X sobre la anatomía del cerebro era más del doble en los hombres que en las mujeres. El grado de esta diferencia hereditaria entre hombres y mujeres se correlacionaba con el grado de las diferencias de sexo en la superficie cortical, que tiende a ser mayor en los hombres.

Si el cromosoma X desempeña un papel más importante en la determinación de algunos aspectos de la estructura del cerebro en los hombres que en las mujeres, como sugieren los resultados, puede ser una compensación por el hecho de que los hombres sólo tengan un X, mientras que las mujeres tienen dos.

Los resultados añaden otra serie de pruebas a la idea, a menudo controvertida, de que existen diferencias de sexo en el cerebro. Pero no está claro cómo el cromosoma X podría afectar a estas diferencias o cómo se relacionan con el comportamiento real, dice Glahn. "Lo realmente interesante de esto es plantear esas preguntas sobre las diferencias de sexo".

En general, el nuevo trabajo sirve como una llamada de atención para que los investigadores incluyan el cromosoma X cuando investigan el patrón genético del cerebro, dice Raznahan. "Estaríamos encantados de que este trabajo contribuyera de algún modo a animar a la gente a estudiar más el cromosoma X".

Cite este artículo: https://doi.org/10.53053/QCAF1417

https://www.spectrumnews.org/news/x-chromosome-exerts-extra-influence-on-brain-development/