Poco se sabe acerca de cómo se desarrolla el comportamiento social en las primeras etapas de la vida. Pero la mayoría de los animales, incluidos los humanos, nacen con una capacidad innata para interactuar socialmente o vincularse con otros. Y eso contribuye al éxito de por vida.

Crédito: Randall T. Peterson/Universidad de Salud de Utah

Poco se sabe acerca de cómo se desarrolla el comportamiento social en las primeras etapas de la vida. Pero la mayoría de los animales, incluidos los humanos, nacen con una capacidad innata para interactuar socialmente o vincularse con otros. Y eso contribuye al éxito de por vida.

Ahora, un nuevo estudio en animales apunta a un gen importante para el desarrollo temprano de comportamientos sociales básicos.

El trabajo también sugiere que la exposición a ciertos medicamentos y factores de riesgo ambientales durante el desarrollo embrionario puede conducir a cambios en este gen, lo que lleva a cambios en el comportamiento social similares a los que se encuentran en las personas con autismo. Para su gran sorpresa, los investigadores también descubrieron que podían revertir algunos de los efectos con un fármaco experimental.

«Este estudio nos ayuda a comprender, a nivel molecular, por qué la sociabilidad se interrumpe en las primeras etapas de la vida», dice Randall T. Peterson, Ph.D., autor correspondiente del estudio y decano de la Facultad de Farmacia de la Universidad de Utah. . «También nos da la oportunidad de explorar posibles tratamientos que podrían restaurar la sociabilidad de estos animales y quizás, con el tiempo, a los humanos».

En general, sus resultados sugieren que el gen TOP2a controla una gran red de genes que se sabe que aumentan el riesgo de autismo. También puede servir como vínculo entre los factores genéticos y ambientales que contribuyen a la aparición de trastornos, añade Peterson.

El estudio, realizado en todo el país por investigadores de salud y colegas de la Universidad de Utah, aparece en la edición del 23 de noviembre. avances científicos.

animales antisociales

Los científicos sospechan que muchas características sociales se determinan antes del nacimiento. Pero los mecanismos exactos involucrados en este proceso siguen sin estar claros. Un área de investigación prometedora sugiere que el comportamiento social y otros rasgos y rasgos están influenciados no solo por nuestra composición genética, sino también por cómo y dónde vivimos.

Para probar este modelo, los científicos investigaron si el estrés ambiental durante el desarrollo embrionario podría influir en el comportamiento social. Peterson y sus colegas expusieron embriones de pez cebra a más de 1100 fármacos conocidos (un fármaco por cada 20 embriones) durante 72 horas, comenzando tres días después de la concepción.

Los investigadores encontraron que cuatro de los 1120 medicamentos probados redujeron significativamente la sociabilidad del pez cebra. Los peces expuestos a estos medicamentos tenían menos probabilidades de interactuar con otros peces. Resultó que los cuatro medicamentos pertenecían a la misma clase de antibióticos llamados fluoroquinolonas. Estos medicamentos se usan para tratar infecciones del tracto respiratorio superior e inferior en humanos.

Cuando los científicos dieron a ratones embarazadas un fármaco relacionado, las crías se comportaron de manera diferente a medida que crecían y se convertían en adultos. Aunque parecían normales, se comunicaban menos con otros ratones y participaban en acciones repetitivas, como meter la cabeza en el mismo agujero una y otra vez, que otros roedores.

Una base para la convivencia

Profundizando más, los investigadores encontraron que los medicamentos suprimieron un gen llamado TOP2a, que a su vez actuó en un grupo de genes que se sabe que están involucrados en el autismo en humanos.

También encontraron que el grupo de genes asociados con el autismo tenía algo más en común: una tendencia más fuerte de lo habitual a unirse a un grupo de proteínas llamado PRC2. Los investigadores plantearon la hipótesis de que Top2a y PRC2 trabajan juntos para controlar la producción de muchos genes asociados con el autismo.

Para ver si el comportamiento antisocial podía revertirse, el equipo de investigación le dio al pez cebra embrionario y joven un fármaco experimental llamado UNC1999, que se sabe que inhibe el PRC2. Después del tratamiento con la droga, los peces expuestos a las fluoroquinolonas tenían más probabilidades de nadar más cerca de otros peces, lo que demuestra que la droga ayudó a restaurar la sociabilidad. Vieron resultados similares con otros medicamentos conocidos por inhibir el mismo gen clave, TOP2a.

«Esto realmente me sorprendió porque habría pensado que interrumpir el desarrollo del cerebro como embrión sería irreversible», dice Peterson. «Si no desarrollas la sociabilidad como un embrión, te has perdido la oportunidad. Pero este estudio sugiere que incluso con estos individuos más adelante en la vida, aún puedes entrar e inhibir ese camino y restaurar la sociabilidad”.

En el futuro, los investigadores planean estudiar cómo y por qué este medicamento tuvo este efecto.

Aunque los científicos solo han encontrado cuatro compuestos que son inhibidores de Top2a, la evidencia sugiere que cientos de otras drogas y compuestos naturales en nuestro entorno pueden inhibir su actividad.

«Es posible que estos cuatro compuestos sean solo la punta del iceberg en términos de sustancias que podrían ser problemáticas para la exposición embrionaria», dice Peterson.

Sin embargo, Peterson señala que este estudio se realizó en animales y se necesita más investigación antes de que cualquiera de sus hallazgos pueda confirmarse en humanos. Por lo tanto, advierte contra sacar conclusiones sobre aplicaciones reales.

«No tenemos evidencia de que las fluoroquinolonas u otros antibióticos causen autismo en humanos», dice Peterson. “Así que no hay razón para no usar antibióticos. Lo que este documento identifica es una nueva vía molecular que parece controlar el desarrollo social y merece una mayor exploración”.

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Además de la Dra. Peterson, los científicos de U of U Health Yijie Geng, Tejia Zhang, Ivy G. Alonzo, Sean C. Godar, Christopher Yates, Brock Plummer y Marco Bortolato contribuyeron a este estudio. Otras instituciones participantes incluyen la Universidad de Chicago; el Centro Médico Beth Israel Deaconess en Boston; el Hospital General de Massachusetts y la Facultad de Medicina de Harvard; el Instituto Broad, Cambridge, Massachusetts; y Laboratorio Biológico MDI, Bar Harbor, Maine.

El estudio, «Top2a promueve el desarrollo del comportamiento social a través de PRC2 y H3K27me3”, aparece en la edición del 23 de noviembre de 2022 avances científicos. Esta investigación fue apoyada por la Cátedra Presidencial LS Skaggs y el Instituto Nacional de Ciencias de Salud Ambiental de los Institutos Nacionales de Salud.


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