Genes relacionados con el autismo registran oscilaciones diarias

Algunos genes relacionados con el autismo tienden a expresarse con mayor intensidad en ciertas partes del cerebro por la tarde o en mitad de la noche./ Cortesía de Alfred Pasieka / Getty Images

POR SARAH DEWEERDT

Fuente: Spectrum | 14/11/2022

Fotografía: Alfred Pasieka / Getty Images

Muchos genes del autismo presentan patrones rítmicos de expresión en el cerebro a lo largo de un día, según las conclusiones de un estudio reciente

Muchos genes del autismo presentan patrones rítmicos de expresión en el cerebro a lo largo de un día, según las conclusiones de un estudio con ratones presentado ayer en la Neuroscience 2022 de San Diego (California). Según Chang Hoon Lee, neurocientífico del laboratorio de Joseph Takahashi, del Centro Médico Southwestern de la Universidad de Texas, en Dallas, que presentó el trabajo, los resultados sientan las bases para entender por qué muchos autistas tienen alterados los ritmos circadianos -procesos corporales que tienen un ciclo de 24 horas- y problemas con el sueño.

Lee y Takahashi analizaron la expresión génica en muestras de tejido recogidas de cuatro ratones de tipo salvaje cada cuatro horas durante 48 horas. En cada momento, tomaron muestras de nueve regiones cerebrales: bulbo olfatorio, cuerpo estriado, corteza parietal, corteza occipital, corteza frontal, hipocampo, corteza temporal, cerebelo y núcleo supraquiasmático.

Los investigadores descubrieron que muchos genes presentan oscilaciones regulares en sus niveles de expresión durante un periodo de 24 horas, y el número oscila entre 674 en la corteza occipital y 8.249 en el núcleo supraquiasmático, el cronómetro maestro del cerebro. Los ritmos de expresión génica son más pronunciados en el núcleo supraquiasmático, donde la expresión de cualquier gen tiende a alcanzar su punto máximo horas antes que en el resto del cerebro.

La mayoría de las demás regiones cerebrales presentan ritmos de expresión génica notablemente alineados. El bulbo olfatorio y el cerebelo, sin embargo, no están sincronizados en general, y tienen 28 genes que alcanzan su pico de expresión en el momento del día opuesto al de las otras regiones.

Según los investigadores, muchos genes relacionados con el autismo pertenecen a un conjunto de genes rítmicos que se expresan en gran medida en el núcleo supraquiasmático por la tarde y en otras regiones del cerebro a media noche.

"Éste es el dato clave", afirma Lee. Podría dar pistas sobre qué genes relacionados con el autismo están implicados en el ritmo circadiano y las alteraciones del sueño, y en qué regiones cerebrales actúan".

Lee y Takahashi también examinaron la expresión génica en más de 120.000 núcleos celulares individuales tomados de la corteza frontal, una región que contribuye al lenguaje, el comportamiento social y la comunicación, funciones que están alteradas en el autismo.

"La neurona es la pieza clave que contribuye" a los patrones de expresión génica rítmica identificados en las muestras de tejido, dice Lee sobre ese análisis.

La metodología del estudio es exigente, dice Erik Herzog, profesor de biología de la Universidad de Washington en San Luis (Misuri), que no participó en el trabajo pero estudia los ritmos circadianos. "Será un conjunto de datos muy valioso para una gran variedad de investigadores", afirma.

Un segundo estudio presentado ayer implica los ritmos circadianos en el autismo: Los ratones que carecen de una copia de BMAL1, uno de los genes más importantes que regulan el reloj interno del cuerpo, tienen características que recuerdan al autismo, como comportamientos repetitivos y problemas sociales y motores. Sus rasgos son similares -aunque en algunos casos menos pronunciados- a los de los ratones que carecen de ambas copias de BMAL1.

Los resultados demuestran que la alteración de una sola copia del gen "es suficiente para causar alteraciones del comportamiento similares a las del autismo en ratones", afirmó Abhishek Mishra, investigador postdoctoral del laboratorio de Ruifeng Cao en la Universidad de Minnesota en Duluth, al presentar el estudio.

Este modelo de ratón, que carece de una copia del gen, es "un modelo más fiel a la realidad", dijo a Spectrum.

Algunas personas con autismo presentan alteraciones en el gen BMAL1, pero la pérdida completa de la función génica "no es muy común en la población", añadió Rubal Singla, estudiante de posgrado de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill que trabajó anteriormente en el proyecto como investigador visitante en el laboratorio de Cao.

Los ratones que carecen de una copia del gen tienen entre un 50 y un 75 por ciento menos de proteína BMAL1 en el cerebro que los ratones de tipo salvaje. También presentan una actividad elevada de mTOR, una proteína implicada en la regulación circadiana, en todo el cerebro, y niveles reducidos de otras proteínas circadianas. Los resultados se detallan en un artículo publicado en junio en la revista International Journal of Molecular Sciences.

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Cite este artículo: https://doi.org/10.53053/MOKE6365

https://www.spectrumnews.org/news/autism-linked-genes-clock-daily-oscillations/?utm_source=Spectrum+Newsletters&utm_campaign=2db82c2ae5-DAILY_20221115_SFN22_TUESDAY_GENE+CLOCK&utm_medium=email&utm_term=0_529db1161f-2db82c2ae5-169086874