Las células gliales protagonizan el análisis de la expresión génica vinculada al autismo

Foco celular: Los genes con mutaciones de pérdida de función vinculadas al autismo tienden a ser más activos en las células gliales durante las etapas prenatales (rojo, fila superior) que durante la infancia (fila inferior) o la edad adulta./ Cortesía de Mohammed Uddin

POR LAUREN SCHENKMAN

Fuente: Spectrum | 15/12/2021

Fotografía: Autism Spectrum

Muchos de los genes relacionados con el autismo están activos en las células gliales del cerebro y dos de ellos están activos predominantemente en la glía y no en las neuronas.

Muchos de los genes relacionados con el autismo están activos en las células gliales del cerebro, según un nuevo estudio sobre la expresión génica, y dos de ellos están activos predominantemente en la glía y no en las neuronas.

Los resultados apuntan a que algunos subtipos de autismo afectan sólo a la glía y se suman a las pruebas de que estas células desempeñan un papel importante en la enfermedad.

Seguir pensando que el autismo afecta sólo a las neuronas es "demasiado simplista", dice Michael Snyder, profesor de genética de la Universidad de Stanford (California), que no participó en el estudio. "Ya hemos superado eso".

"Si realmente vamos a entender el autismo, tenemos que entenderlo todo", dice Snyder, "así que creo que este es un paso importante en esa dirección".

Las células gliales, que incluyen los astrocitos con forma de estrella y los oligodendrocitos fabricantes de mielina, tienen numerosas funciones: Limpian el exceso de neurotransmisores, defienden el cerebro contra las infecciones y guían el desarrollo de las neuronas. La mayor parte de la investigación sobre el autismo se ha centrado en las neuronas, pero tanto los estudios genéticos como los experimentos de laboratorio demuestran que las mutaciones relacionadas con el autismo afectan a la glía de una forma que podría contribuir a las características de la enfermedad.

"Este [trabajo] está abriendo la puerta a la comunidad científica para escudriñar esas vías relacionadas más con las células no neuronales que con las neuronas", dice Mohammed Uddin, profesor asociado de genética humana en la Universidad Mohammed Bin Rashid de Dubai, que dirigió el nuevo estudio.

Uddin y sus colegas utilizaron datos de ocho cerebros neurotípicos del Atlas Cerebral de Allen. Observaron la expresión génica de una sola célula en tres regiones del cerebro: el córtex cingulado anterior, la circunvolución temporal media y el córtex visual primario. El equipo utilizó un programa informático para agrupar las células de cada región en función de la expresión génica; es probable que las células con patrones de expresión similares sean del mismo tipo.

Para cada grupo, cuyo tamaño oscilaba entre 100 y 3.364 células, el equipo identificó los genes cuya expresión era más similar en todas las células, lo que indica que estos genes están muy regulados. A continuación, seleccionaron los tres grupos más importantes de cada región en los que estos genes regulados están también "altamente restringidos", o no mutan con frecuencia porque tales mutaciones tendrían un gran impacto.

Los investigadores analizaron 26 estudios genéticos para reunir 1.087 mutaciones de novo, o no heredadas, relacionadas con el autismo que impiden el funcionamiento de un gen. Los 852 genes que señalaron eran también los más activos en los tres principales grupos que identificaron.

Además, estos mismos genes no se expresan en gran medida en las neuronas, sino que son más activos en las células gliales, según otros datos del cerebro humano y del ratón. Los genes también son más activos en el cerebro fetal que en el adulto. Los resultados se publicaron el 21 de noviembre en Human Genomics.

"Ver esto es un momento de asombro para mí, para ser honesto, y tiene sentido", dice Uddin, debido a todas las funciones cruciales que la glía realiza en el cerebro en desarrollo. "Hay mucho más en estas células que no conocemos en este momento".

Dos genes, KANK1 y PLXNB1, fueron los más expresados en los astrocitos, que apoyan estructuralmente a las neuronas y gestionan sus niveles de neurotransmisores y nutrientes.

"Es realmente fascinante tener dos genes que tienen una expresión tan específica en las células gliales", dice Tomasz Nowakowski, profesor asistente de anatomía en la Universidad de California en San Francisco, que no participó en el nuevo trabajo. "Sugiere que podría haber una vía que sea abordable o susceptible de ser medicada que podría contribuir al autismo".

Para entender cómo funcionan realmente estos genes, los investigadores necesitan datos de expresión unicelular de alta resolución a lo largo de la vida, desde el cerebro en desarrollo hasta la primera infancia y la adolescencia, dice Nowakowski. El estudio es "emocionante", añade, pero también "pone de manifiesto las necesidades no cubiertas, las lagunas que hay que llenar".

A continuación, el equipo de Uddin tiene previsto eliminar algunos de estos genes en células madre humanas y cultivarlas en diferentes células gliales para estudiar los efectos de las mutaciones.

Cite este artículo: https://doi.org/10.53053/BIUM3228

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