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O estudo revela a base neural da hipersensibilidade sensorial nos povos com autismo

Muitos povos com desordens do espectro do autismo são altamente sensíveis à luz, ao ruído, e à outra entrada sensorial. Um estudo novo nos ratos revela um circuito neural que pareça ser a base desta hipersensibilidade, oferecendo uma estratégia possível para desenvolver tratamentos novos.

O MIT e os neurocientistas de Brown University encontraram que os ratos que faltam uma proteína chamaram Shank3, que tem sido ligado previamente com o autismo, eram mais sensíveis a um toque em suas suiças do que ratos genetically normais. Estes ratos de Shank3-deficient igualmente tiveram os neurônios excitatory overactive em uma região do cérebro chamado o córtice somatosensory, que os pesquisadores acreditam esclarecem sua sobre-reactividade.

Não há actualmente nenhum tratamento para a hipersensibilidade sensorial, mas os pesquisadores acreditam que isso descobrir a base celular desta sensibilidade pode ajudar cientistas a desenvolver tratamentos potenciais.

“Nós esperamos que nossos estudos podem nos apontar à direcção certa para a próxima geração de revelação do tratamento,” diz Guoping Feng, o James W. e o professor de Patricia Poitras da neurociência no MIT e de um membro do instituto do McGovern do MIT para a pesquisa do cérebro.

Feng e Christopher Moore, um professor da neurociência em Brown University, são os autores superiores do papel, que aparece hoje na neurociência da natureza. O cientista Qian Chen da pesquisa do instituto de McGovern e o postdoc Christopher Deister de Brown são os autores principais do estudo.

Demasiada excitação

A proteína Shank3 é importante para a função das sinapses -- conexões que permitem que os neurônios se comuniquem um com o otro. Feng tem mostrado previamente que os ratos que faltam o gene Shank3 indicam muitos traços associados com o autismo, incluindo a vacância da interacção social, e o compulsive, comportamento repetitivo.

No estudo novo, Feng e seus colegas expor para estudar se estes ratos igualmente mostram a hipersensibilidade sensorial. Para ratos, uma das fontes as mais importantes de entrada sensorial é as suiças, que as ajudam a navegar e manter seu balanço, entre outras funções.

Os pesquisadores desenvolveram uma maneira de medir a sensibilidade de ratos menosprezaram deflexões de suas suiças, e treinaram então os ratos do mutante Shank3 e (“selvagem-tipo”) ratos normais para indicar os comportamentos que sinalizaram quando sentiram um toque a suas suiças. Encontraram que os ratos que faltavam Shank3 exactamente relataram as deflexões muito ligeiras que não foram observadas pelos ratos normais.

São muito sensíveis à entrada sensorial fraca, que mal pode ser detectada pelo selvagem-tipo ratos. Aquela é uma indicação directa que têm a sobre-reactividade sensorial.”

Guoping Feng, o James W. e professor de Patricia Poitras da neurociência no MIT e de um membro do instituto do McGovern do MIT para a pesquisa do cérebro

Uma vez que tinham estabelecido que os ratos do mutante experimentaram a hipersensibilidade sensorial, os pesquisadores expor para analisar a actividade neural subjacente. Para fazer aquele, usaram uma técnica de imagem lactente que pudesse medir os níveis do cálcio, que indicam a actividade neural, em tipos específicos da pilha.

Encontraram que quando as suiças dos ratos foram tocadas, os neurônios excitatory no córtice somatosensory eram overactive. Isto era um tanto surpreendente porque quando Shank3 falta, a actividade synaptic deve deixar cair. Isso conduziu os pesquisadores supr que a raiz do problema era baixos níveis de Shank3 nos neurônios inibitórios que giram normalmente para baixo a actividade dos neurônios excitatory. Sob essa hipótese, diminuir a actividade inibitório daqueles neurônios permitiria que os neurônios excitatory fossem não-verificados, conduzindo à hipersensibilidade sensorial.

Para testar esta ideia, os pesquisadores projectaram genetically ratos de modo que pudessem desligar a expressão Shank3 exclusivamente nos neurônios inibitórios do córtice somatosensory. Como tinham suspeitado, encontraram que nestes ratos, os neurônios excitatory eram overactive, mesmo que aqueles neurônios tivessem níveis normais de Shank3.

“Se você suprime somente de Shank3 nos neurônios inibitórios no córtice somatosensory, e o resto do cérebro e do corpo é normal, você vê um fenômeno similar onde você tenha os neurônios excitatory hiperativos e a sensibilidade sensorial aumentada nestes ratos,” Feng diz.

Invertendo a hipersensibilidade

Os resultados sugerem que isso restabelecer níveis normais de actividade do neurônio poderia inverter este tipo da hipersensibilidade, Feng diz.

“Que nos dá um alvo celular para como no futuro nós poderíamos potencial modular o nível de actividade inibitório do neurônio, que pôde ser benéfico corrigir esta anomalia sensorial,” diz.

Muitos outros estudos nos ratos ligaram defeitos nos neurônios inibitórios às desordens neurológicas, incluindo a síndrome frágil de X e a síndrome de Rett, assim como o autismo.

“Nosso estudo é um de diversos que fornecem um directo e relação causal entre defeitos inibitórios e a anomalia sensorial, neste modelo pelo menos,” Feng diz. “Fornece uma evidência mais adicional para apoiar defeitos inibitórios do neurônio como um dos mecanismos chaves nos modelos de desordens do espectro do autismo.”

Planeia agora estudar o sincronismo de quando estes prejuízos elevaram durante a revelação de um animal, que poderia ajudar a guiar a revelação de tratamentos possíveis. Há as drogas existentes que podem girar para baixo os neurônios excitatory, mas estas drogas têm um efeito sedativo se usado durante todo o cérebro, os tratamentos tão mais visados poderiam ser uma opção melhor, Feng diz.

“Nós não temos um alvo claro ainda, mas nós temos um fenômeno celular claro a ajudar a guiar-nos,” diz. “Nós somos ainda longe de desenvolver um tratamento, mas nós estamos felizes que nós identificamos os defeitos que apontam em que sentido nós devemos ir.”