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Conexiones sociales:: El gen SENP1 está altamente expresado en ratones de tipo salvaje en la corteza retrosplenial, que conecta la corteza sensorial con el hipocampo.
POR ANGIE VOYLES ASKHAM
Fuente: Spectrum | 16/12/2021
Fotografía: Autism Spectrum
Un desequilibrio en la señalización celular excitatoria e inhibitoria en una zona del cerebro llamada corteza retrosplenial (RSC) puede contribuir a comportamientos sociales atípicos
Un desequilibrio en la señalización celular excitatoria e inhibitoria en una zona del cerebro llamada corteza retrosplenial (RSC) puede contribuir a comportamientos sociales atípicos, según un nuevo estudio en ratones.
El córtex retrosplenial conecta el córtex sensorial con el hipocampo, y las pruebas preliminares apuntan a que también puede dar forma a los rasgos sociales. Los ratones a los que se les administra el anestésico ketamina para que entren en un estado disociativo -que incluye una disminución de la interacción social- tienen patrones de actividad alterados en el CSR, según un estudio de 2020. Y los ratones que modelan el síndrome del cromosoma X frágil, que suele ir acompañado de autismo, tienen menos actividad en el CSR durante las situaciones sociales que sus homólogos de tipo salvaje, según un estudio no publicado a principios de este año.
En el nuevo trabajo, publicado en noviembre en Cell Reports, los investigadores relacionaron una región del CSR con comportamientos sociales atípicos en ratones a los que les falta una copia del gen SENP1. El equipo encontró la mutación en un autista sin retraso en el desarrollo, lo que sugiere que afecta a los comportamientos sociales pero no a la cognición.
"Nos dice que podríamos encontrar algunas regiones nuevas implicadas en el comportamiento social", dice el investigador principal, Zilong Qiu, investigador del Instituto de Neurociencia de la Academia China de Ciencias en Shanghai.
Dado que la SENP1 regula la FMRP, la proteína que falta en las personas con el síndrome del cromosoma X frágil, los hallazgos pueden apuntar a una vía compartida entre las afecciones, dice Karun Singh, científico principal del Instituto de Investigación Krembil de la Red Universitaria de Salud de Toronto (Canadá), que no participó en el estudio.
"Esto se suma a la creciente evidencia de la señalización convergente" en el autismo, dice Singh.
El impulso para el nuevo estudio vino de una cohorte china de autismo que Qiu y sus colegas están reuniendo. Entre los más de 700 autistas de esta cohorte, el equipo identificó a una persona con una rara variante de truncamiento de la proteína SENP1. Las mutaciones en SENP1 se habían relacionado anteriormente con trastornos metabólicos, pero no con el autismo.
El equipo descubrió que los ratones a los que les faltaba una copia de SENP1 también mostraban rasgos similares a los del autismo, ya que pasaban menos tiempo interactuando con otros ratones que los controles y dedicaban más tiempo a comportamientos repetitivos. Y, al igual que los autistas, los animales no tenían problemas de aprendizaje y memoria.
En comparación con los ratones de tipo salvaje, los ratones deficientes en SENP1 tenían una menor expresión de la proteína SENP1 en todo el cerebro. Pero la escasez de proteína era especialmente acusada en una subregión del CSR denominada corteza agranular retrosplenial. La distribución de las neuronas dentro del CSR también era atípica: los ratones modelo tenían más células que expresaban las proteínas parvalbúmina y somatostatina, dos marcadores de las neuronas inhibidoras.
Cuando los investigadores registraron la actividad de las células del CSR, descubrieron que los ratones deficientes en SENP1 tenían mayores niveles de señalización inhibitoria y menores niveles de actividad excitatoria. Las dendritas de los animales modelo -las proyecciones receptoras de señales en las neuronas- estaban poco desarrolladas en el CSR, y las sinapsis excitatorias también eran inmaduras.
SENP1 codifica una proteína que elimina las etiquetas químicas llamadas grupos SUMO de otras proteínas. La modificación de estas etiquetas puede cambiar el funcionamiento de las proteínas, incluida la FMRP. Qiu y sus colegas descubrieron que las proteínas FMRP retienen un número atípicamente alto de etiquetas SUMO en los ratones deficientes en SENP1, en particular en el CSR, lo que podría explicar por qué los ratones modelo tienen niveles inusualmente bajos de FMRP en esta zona del cerebro.
La inyección de un vector viral con una copia de tipo salvaje de SENP1 en la corteza agranular retrosplenial de ratones deficientes en SENP1 de dos meses de edad impidió que desarrollaran comportamientos sociales atípicos y conductas repetitivas. Además, inyectar a los ratones un vector viral portador de FMRP de tipo salvaje también impidió estos comportamientos.
"Eso nos dice de nuevo [que] la [corteza] retrosplenial podría ser una región del cerebro muy interesante - es altamente especializada", dice Qiu.
El equipo reconoce que aún no está claro por qué el SENP1 desempeña esta función específica en el CSR, ni si el gen funciona de la misma manera en las personas.
Y dado que la mutación del SENP1 sólo se encontró en una persona de la cohorte, "es probable que las mutaciones LOF [pérdida de función] en el SENP1 contribuyan muy raramente al autismo", dice Jimmy Lloyd Holder Jr., profesor adjunto de pediatría, neurología y neurociencia del desarrollo en el Colegio de Medicina Baylor de Houston (Texas), que no participó en el estudio. La identificación de más personas con dicha mutación ayudaría a confirmar la relación del gen con el autismo, afirma.
Aun así, es posible que otras formas de autismo compartan la disfunción inhibidora del CSR observada en este modelo de ratón, algo que Qiu dice que él y sus colegas planean investigar en futuros trabajos.
"No me sorprendería que fuera así", dice Alessandro Gozzi, investigador principal del Istituto Italiano di Tecnologia de Rovereto (Italia), que no participó en el trabajo. "De hecho, creo que el CSR es un actor poco estudiado pero clave de la codificación social en los roedores".
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