Según un nuevo estudio realizado en ratones de laboratorio, los circuitos cerebrales defectuosos que se observan en el síndrome de Down podrían deberse a la falta de una molécula concreta esencial para el desarrollo y el funcionamiento del sistema nervioso.
Los científicos realizaron su trabajo en ratones, en lugar de en personas, por lo que el enfoque está lejos de estar disponible como tratamiento. Sin embargo, los investigadores descubrieron que la administración de pleiotrofina mejoraba la función cerebral en ratones adultos mucho después de que el cerebro se hubiera formado por completo. Esto sugiere que el enfoque podría ofrecer importantes ventajas con respecto a los intentos anteriores de mejorar los circuitos cerebrales del síndrome de Down, que habrían requerido una intervención en momentos extremadamente precisos y breves durante el embarazo.
«Este estudio es emocionante porque sirve como prueba de concepto de que podemos actuar sobre los astrocitos, un tipo de célula del cerebro especializada en secretar moléculas moduladoras de las sinapsis, para reconfigurar los circuitos cerebrales en la edad adulta», afirmó la investigadora Ashley N. Brandebura, doctora en Filosofía, que formó parte del equipo de investigación mientras trabajaba en el Instituto Salk de Estudios Biológicos y ahora forma parte de la Facultad de Medicina de la Universidad de Virginia. «Aún queda mucho para que se pueda aplicar en humanos, pero nos da esperanzas de que las moléculas secretadas se puedan administrar con terapias génicas eficaces o, potencialmente, con infusiones de proteínas para mejorar la calidad de vida de las personas con síndrome de Down».
Comprender el síndrome de Down
El síndrome de Down afecta aproximadamente a uno de cada 640 bebés que nacen cada año en Estados Unidos, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades federales. Causada por un error en la división celular durante el desarrollo, esta afección puede provocar retrasos en el desarrollo, hiperactividad, acortamiento de la esperanza de vida y un mayor riesgo de problemas médicos, como defectos cardíacos, problemas de tiroides y problemas de audición y visión.
Los investigadores del Instituto Salk, dirigidos por Nicola J. Allen, PhD, querían comprender mejor las causas del síndrome de Down, por lo que buscaron proteínas celulares alteradas en los cerebros de ratones de laboratorio utilizados para modelar la enfermedad. Los científicos identificaron la pleiotrofina como una candidata prometedora porque está presente en niveles elevados en momentos críticos del desarrollo cerebral y porque desempeña un papel esencial en la formación de sinapsis cerebrales y en el desarrollo de axones y dendritas. Además, la presencia de la proteína está reducida en el síndrome de Down. Para determinar si la restauración de la pleiotrofina mejoraría la función cerebral, los investigadores la administraron donde era necesario utilizando vectores virales.
Los investigadores descubrieron que la administración de pleiotrofina a los astrocitos tenía grandes beneficios, entre ellos el aumento del número de sinapsis en la región del hipocampo del cerebro. Además, aumentaba la plasticidad cerebral (la capacidad de formar o modificar conexiones esenciales para el aprendizaje y la memoria).
«Estos resultados sugieren que podemos utilizar los astrocitos como vectores para administrar moléculas inductoras de plasticidad al cerebro», afirmó Allen. «Esto podría permitirnos algún día reconectar las conexiones defectuosas y mejorar el rendimiento cerebral».
Aunque los resultados son prometedores, los científicos no creen que la pleiotrofina sea la única causa de los problemas en los circuitos cerebrales del síndrome de Down. Advierten que se necesita más investigación para comprender los complejos factores que contribuyen a esta afección. Sin embargo, afirman que su trabajo demuestra la viabilidad de un enfoque que podría ser beneficioso no solo para el síndrome de Down, sino también para otras enfermedades neurológicas.
«La idea de que los astrocitos pueden transportar moléculas para inducir la plasticidad cerebral tiene implicaciones para muchos trastornos neurológicos, incluidos otros trastornos del desarrollo neurológico como el síndrome de X frágil, pero también quizá incluso para trastornos neurodegenerativos como la enfermedad de Alzheimer», afirma Brandebura. «Si logramos descubrir cómo «reprogramar» los astrocitos alterados para que transporten moléculas sinaptogénicas, podremos tener un impacto muy beneficioso en muchas enfermedades diferentes».
Tras completar sus estudios posdoctorales en Salk, Brandebura tiene previsto continuar su investigación en su nuevo puesto en UVA Health, donde es miembro del Instituto del Cerebro de la UVA, el departamento de neurociencia y el Centro de Inmunología y Ciencia del Cerebro y el Centro de Inmunología y Glía del Cerebro.
John Sterling
John Sterling es el editor jefe de GEN. Es licenciado en Biología por el City College de Nueva York y tiene un máster en Periodismo por la Universidad de Minnesota. John también fue estudiante de posgrado en el Hunter College, donde se especializó en antropología biológica, centrándose en los aspectos morfológicos y genéticos de la evolución humana. Sígalo en X.
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