En una investigación que puede ser un paso adelante hacia la búsqueda de tratamientos personalizados para el trastorno de Tourette, científicos de la Universidad de Rutgers en New Brunswick han criado ratones que exhiben algunos de los mismos comportamientos y anomalías cerebrales que se observan en humanos con este trastorno.
Como se informa en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias , los investigadores, utilizando una técnica conocida como edición de ADN CRISPR/Cas9 que modifica selectivamente el ADN de organismos vivos, insertaron las mismas mutaciones genéticas encontradas en humanos con trastorno de Tourette en los genes correspondientes en embriones de ratón .
Después del nacimiento de los ratones, los científicos observaron su comportamiento en comparación con sus compañeros de camada sin la inserción de la mutación genética. Las mutaciones que se insertaron fueron descubiertas por algunos miembros del mismo equipo de investigación que han pasado más de una década centrados en investigar los factores genéticos del trastorno de Tourette.
Los investigadores dijeron que los hallazgos indican que estos ratones son un “modelo” muy útil para estudiar la neurobiología del trastorno de Tourette y probar nuevos medicamentos.
“No hay medicamentos desarrollados específicamente para el trastorno de Tourette y la reutilización de otros medicamentos ha funcionado mal, con demasiados efectos secundarios”, dijo el coautor principal Jay Tischfield, profesor distinguido de genética de Duncan y Nancy MacMillan en el Departamento de Genética de Rutgers. Facultad de Artes y Ciencias y pionero en el estudio del trastorno de Tourette.
“Hasta ahora, el problema ha sido la falta de un modelo animal con el que probar medicamentos nuevos o existentes”.
El trastorno de Tourette es un trastorno del sistema nervioso que afecta a niños, adolescentes y adultos. La afección se caracteriza por movimientos o sonidos repentinos e involuntarios llamados tics. Los tics pueden ser leves, moderados o graves y, en algunos casos, incapacitantes.
El trastorno de Tourette no afecta la esperanza de vida, pero a menudo afecta negativamente la experiencia de las personas con el trastorno y las personas con quienes interactúan. Los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades han estimado que uno de cada 162 niños padece este trastorno, aunque la cifra puede ser mayor.
Utilizando cámaras que registraron las acciones de los ratones y empleando una forma de inteligencia artificial conocida como aprendizaje automático , los investigadores encontraron que los ratones genéticamente modificados exhibían dos características clave observadas en humanos con trastorno de Tourette: participaban en conductas motoras repetitivas o tics, y exhibían lo que Los neurocientíficos llaman “déficit de activación sensoriomotora”, un proceso neuronal mediante el cual el cerebro filtra estímulos redundantes o irrelevantes.
Cara Nasello, investigadora asociada de los Departamentos de Genética, Biología Celular y Neurociencia y primera autora del estudio, dijo que los déficits de activación en personas con síndrome de Tourette pueden verse como una dificultad en el procesamiento de información sensorial.
Una persona sin el trastorno que escucha una serie de sonidos, como el pitido de la bocina de un auto, no se asustaría después del primer bocinazo porque el cerebro de esa persona puede vincular el segundo sonido y los siguientes con el primero. Una persona con trastorno de Tourette puede asustarse con cada sonido por separado, especialmente si aumenta de volumen.
Los ratones genéticamente modificados reaccionaron de la misma manera que los humanos con el trastorno reaccionarían ante sonidos individuales que formaban parte de un patrón: mostraron una respuesta de sobresalto a cada tono, dijo Nasello.
En colaboración con Miriam Bocarsly del Departamento de Farmacología, Fisiología y Neurociencia de la Facultad de Medicina de Rutgers, Nueva Jersey, el equipo encontró evidencia de que las mutaciones genéticas alteraban los niveles de una sustancia química cerebral conocida como dopamina. Al igual que con los humanos con trastorno de Tourette que son tratados con un medicamento que altera los niveles de dopamina, los déficits de procesamiento y los comportamientos repetitivos observados en los ratones disminuyeron en intensidad cuando se les administró el mismo medicamento.
“Una manera fácil de pensar en esto es que hemos insertado una mutación genética y ha cambiado el circuito neuronal del cerebro de los ratones”, dijo Max Tischfield, profesor asistente en el Departamento de Biología Celular y Neurociencia de la Escuela de Artes y Ciencias de Rutgers. Ciencias, y el autor principal correspondiente del estudio.
“Y esos cambios están alterando la forma en que una sustancia química cerebral como la dopamina, que en los humanos es importante para la cognición y el comportamiento motor, permite que las células cerebrales de los ratones se comuniquen”.
Los investigadores atribuyeron gran parte del éxito de su trabajo a las contribuciones de familias con trastorno de Tourette que durante los últimos 15 años donaron muestras genéticas al grupo de investigación.
“Estas familias hicieron esto por la bondad de sus corazones con la idea de hacer avanzar el campo”, dijo Gary Heiman, coautor principal del estudio y profesor del Departamento de Genética que reclutó familias de miembros con trastorno de Tourette. en todo el mundo y organizaron colecciones de sangre y depósitos genéticos.
“Quieren comprender mejor este misterioso trastorno y que podamos encontrar mejores tratamientos, no sólo para las personas que actualmente padecen el trastorno sino también para las generaciones futuras”.
Los científicos dijeron que las técnicas que emplearon en su investigación son aplicables a investigadores que estudian otros trastornos complejos causados por múltiples genes, incluidos el autismo y la esquizofrenia.
También esperan que este avance atraiga a más investigadores para estudiar el trastorno de Tourette.
“Entonces, ¿por qué un investigador se lanzaría a algo si se sabe poco y se queda preguntándose: ‘¿Cómo empiezo? ¿Qué tengo a mi disposición que me permita siquiera arañar la superficie de este trastorno tan complejo?’ ” dijo Max Tischfield. “Y con estos ratones, no sólo podemos rascar la superficie, sino que también podemos cavar debajo”.
Otros científicos de Rutgers involucrados en el estudio incluyen a Lauren Poppi, Joshua Thackray, Riley Wang, Rodna Spaseka, CK Johnson y Derek Gordon, todos del Departamento de Genética; Junbing Wu, Tess Kowalski y Angelina Persaud, del Departamento de Biología Celular y Neurociencia; y Miriam Mahboob del Departamento de Farmacología, Fisiología y Neurociencia de la Facultad de Medicina de Rutgers, Nueva Jersey.
Investigadores de la Facultad de Medicina de Harvard y la Universidad Hamad Bin Khalifa de Qatar también contribuyeron al estudio.
Fuente: medicalxpress.com
