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La mayoría de la gente con la mutación del síndrome de Timothy tiene síntomas autísticos

Los neurólogos en la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford se han dirigido hacia adentro en diferencias potenciales en las neuronas de la gente autística estudiando las esferas brainlike crecidas en un proceso elaborado de las células epiteliales.

Los científicos estudiaron las células de pacientes con el síndrome de Timothy, una condición genética rara que se asocia a una de las formas más penetrantes del autismo: Es decir la mayoría de la gente con la mutación del síndrome de Timothy tiene autismo como síntoma, entre otros problemas.

El autismo es un espectro de desordenes de desarrollo de la acción recíproca social y verbal empeorada. Actualmente, ninguna medicación existe para tratar sus causas subyacentes, según la biblioteca nacional de los E.E.U.U. del remedio. La comprensión de qué entra mal en el revelado autístico del cerebro podría perfeccionar las perspectivas de tratar la condición.

En este estudio, los científicos sugieren que el autismo en pacientes del síndrome de Timothy sea causado por una mutación de gen que haga los canales del calcio en membranas de la neurona defectuosos, interfiriendo con cómo esas neuronas comunican y se convierten. El flujo del calcio en las neuronas les permite encender, y la manera que el flujo del calcio se regula es un factor giratorio en cómo funcionan nuestros cerebros.

Los investigadores también encontraron que las neuronas crecidas de individuos con el síndrome de Timothy dieron lugar menos de la clase de células que conectan ambas mitades del cerebro, así como de una superproducción de dos de los mensajeros químicos, de la dopamina y de la noradrenalina del cerebro. Además, encontraron que podrían invertir estos efectos químicamente cegando los canales defectuosos.

El escolar postdoctoral Sergiu Pasca, el Doctor en Medicina, y Ricardo Dolmetsch, doctorado, profesor adjunto de la neurobiología, llevaron el estudio, que será publicado el 27 de noviembre en línea en remedio de la naturaleza. Dolmetsch, biofísico, reorientó su investigación para estudiar autismo después de que diagnosticaran a su hijo con el síndrome de Timothy. Es no entendible qué lleva al autismo, pero su incidencia está aumentando, él dijo.

Los entrehierros en nuestra comprensión de las causas de desordenes psiquiátricos tales como autismo los han hecho difíciles tratar. Quizás el obstáculo más grande de investigar sobre autismo y otras enfermedades psiquiátricas y neurológicas es que los científicos no pueden conseguir muestras vivas de la neurona de gente con estas condiciones, por razones obvias. Dolmetsch y sus colegas imaginó una solución a este dilema, usando un nuevo enfoque que implicaba qué se conocen como células madres pluripotent inducidas, o las células del IPS.

“Desarrollamos una manera de tomar a las células epiteliales de seres humanos con el síndrome de Timothy y de convertirlos en las células madres, después convirtiendo a esas células madres en las neuronas,” dijo a Dolmetsch.

Los científicos crecieron estas células del IPS como grupos de flotación libre en una solución alimento-rica, transfiriendo más adelante los grupos a las placas de cultura del tejido. Aquí, alguna de ellos formaron las esferas tridimensionales, brainlike cuyas células emigraron más adelante hacia fuera y se maduraron en las neuronas. Estas neuronas formaron tres capas distintas, una buena primera aproximación del tejido vivo en el cerebro. Visualizando estas neuronas bajo un microscopio y cuantificando su expresión génica, los científicos podían caracterizar en las anormalidades niveladas celulares que se pueden asociar a autismo.

Las neuronas crecidas de las células del IPS del Timothy-síndrome mostraron picos grande-que-normales en los niveles del calcio, sugiriendo que los canales del calcio perdieron su capacidad de apagar. Este equipo de cambios espectaculares en la transmisión de señales neuronal, configurando de nuevo cómo los genes fueron expresados.

La corteza cerebral, la capa exterior del cerebro, tiene seis capas distintas. En cultivos celulares del síndrome de Timothy, la proporción de neuronas de capas específicas difirió de ésa en cerebros normales - pruebas biológicas adicionales del desorden. Las neuronas crecidas de las células del síndrome de Timothy eran menos características de las neuronas de nivel inferior, que incluyen las neuronas que puentean las mitades izquierdas y derechas del cerebro vía el manojo de fibras conocidas como el callosum de la recopilación. Esto refuerza la visión los resultados de ese autismo de defectos en conectividad del cerebro.

Pasca y Dolmetsch tenían un momento del “aha” en que realizaron que las neuronas crecidas de las células del síndrome de Timothy hacían demasiado de la enzima más crítica para producir la dopamina y la noradrenalina, que desempeñan un papel importante en el tramitación sensorial y el comportamiento social. La realización puede ofrecer pistas importantes sobre qué causa los problemas vistos en autismo.

Para determinar si el aumento de la enzima era reversible, los científicos trataron las neuronas con una substancia química que ciega los canales defectuosos del calcio, llamada roscovitine. Vieron un casi 70 por ciento de reducción en proporción a las células produciendo la enzima, confirmar el canal defectuoso del calcio era el culpable en producir demasiada dopamina y noradrenalina. Tal reversibilidad sugiere que ciertas anormalidades celulares en autismo puedan ser tratables.

Dolmetsch advirtió, sin embargo, que el roscovitine no esté aprobado actualmente para el uso en seres humanos y nunca se haya probado en niños. Mientras que está actualmente en las juicios clínicas para el cáncer de pulmón, causa según se informa náusea y otros efectos secundarios. “Los efectos secundarios denunciados son probablemente debido al hecho que, además de apuntar el canal que se transforma en autismo, el roscovitine también inhibe las cinasas que se requieren para la proliferación de célula,” él dijo. “Pensamos que el roscovitine es un buen punto de partida, pero tenemos que ser optimizados probablemente antes de que fuera útil para el autismo.”

Mientras tanto, el estudio representa un logro importante con su éxito en desarrollar una técnica para reconstruir cómo las neuronas de individuos con el síndrome de Timothy se convierten en una fijación del laboratorio. Es la primera vez que ha sido posible estudiar el desorden en células humanas bastante que las células del ratón, así que representa un mejor modelo clínico, Dolmetsch dijo.

“Estos resultados podrían llevar a una herramienta muy potente de la investigación,” él dijo. “Es enfermedad psiquiátrica humana en una placa de Petri.”