Científicos cultivan mini-cerebros para entender y tratar el autismo

Un equipo de científicos del Instituto de Investigación Scripps ha logrado avances significativos en el estudio del autismo mediante el desarrollo de “mini-cerebros” creados a partir de células madre de pacientes. Estos organoides, obtenidos de personas con una forma severa y rara de autismo y discapacidad intelectual conocida como síndrome de haploinsuficiencia de MEF2C (MHS), han permitido a los investigadores profundizar en los mecanismos de esta condición, identificar desequilibrios clave en el desarrollo de las células cerebrales y probar un tratamiento experimental con resultados prometedores.

El estudio, publicado en Molecular Psychiatry el 30 de septiembre de 2024, muestra que un fármaco llamado NitroSynapsin puede restaurar parcialmente el equilibrio entre las células cerebrales excitatorias e inhibitorias en estos mini-cerebros, corrigiendo algunas de las disfunciones asociadas con el autismo.

De células de piel a mini-cerebros

El equipo, liderado por el Dr. Stuart A. Lipton, transformó células de piel de pacientes con MHS en células madre humanas, y posteriormente, en organoides cerebrales. Estos mini-cerebros de un milímetro de tamaño replican aspectos fundamentales del cerebro humano y permiten estudiar cómo las células neuronales y de soporte interactúan en una estructura más realista.

En cerebros humanos sanos, las células madre neurales se convierten en neuronas y en varios tipos de células gliales, logrando un equilibrio entre neuronas excitatorias e inhibitorias, que es crucial para el funcionamiento cerebral,” explica Lipton.

Sin embargo, en los organoides derivados de pacientes con MHS, encontraron una desproporción de células gliales y un déficit de neuronas inhibitorias, lo que generó una actividad eléctrica excesiva en el modelo cerebral, una característica que también se observa en personas con autismo.

El papel de los MicroARN

Durante su investigación, el equipo de Lipton identificó que la mutación en el gen MEF2C afecta la expresión de ciertos microARN (miARN) cruciales para el desarrollo de las células cerebrales. Los miARN son moléculas de ARN que regulan la expresión genética y desempeñan un papel fundamental en la señalización celular y la función inmunitaria.

El estudio reveló que los pacientes con MHS tienen niveles bajos de tres miARN específicos, lo que afecta la proporción de neuronas y células gliales. Cuando los investigadores añadieron copias adicionales de estos miARN en los organoides, el desarrollo celular volvió a una proporción normal, mostrando un equilibrio más saludable entre los diferentes tipos de células cerebrales.

NitroSynapsin: Una posible esperanza terapéutica

Dado que el autismo se diagnostica después del desarrollo fetal, tratamientos que alteren el desarrollo inicial del cerebro, como la corrección de genes o la adición de miARN, aún no son viables en humanos. Sin embargo, el equipo de Lipton ya estaba desarrollando el fármaco NitroSynapsin, diseñado originalmente para restaurar conexiones cerebrales en modelos de Alzheimer, para promover el equilibrio de neuronas excitatorias e inhibitorias en cerebros desarrollados.

Al probar NitroSynapsin en los mini-cerebros derivados de pacientes con MHS, los científicos observaron una restauración parcial del equilibrio celular, previniendo la sobreexcitación de las neuronas y protegiendo las conexiones neuronales. Aunque se necesitan estudios adicionales para confirmar si el fármaco mejora los síntomas de los pacientes, este avance abre la posibilidad de tratar otras formas de autismo no causadas directamente por la mutación en el gen MEF2C.

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El equipo de Lipton continuará probando NitroSynapsin en modelos animales, con la esperanza de que pronto pueda probarse en humanos. “Este es un paso emocionante hacia tratamientos potenciales para el autismo,” concluye Lipton. La creación de mini-cerebros personalizados marca un hito en la investigación del TEA, ofreciendo una herramienta valiosa para estudiar los efectos de variantes genéticas y probar terapias emergentes en un modelo realista del cerebro humano.

Estos hallazgos brindan esperanza a las familias afectadas por el autismo y podrían ser el inicio de una nueva era en la búsqueda de tratamientos que mejoren la calidad de vida de los pacientes.

Con información de News Medical.