Equipe Salk revela pistas sobre o desenvolvimento inicial do transtorno do espectro autista

Equipe Salk revela pistas sobre o desenvolvimento inicial do transtorno do espectro autista

Neurônios de pessoas com autismo exibem diferentes padrões de crescimento e se desenvolvem em um ritmo mais rápido

LA JOLLA—O transtorno do espectro do autismo (ASD) é um transtorno de desenvolvimento relativamente comum de comunicação e comportamento que afeta cerca de 1 em 59 crianças nos EUA, De acordo com os Centros de Controle e Prevenção de Doenças. Apesar de sua prevalência, ainda não está claro o que causa a doença e quais são as melhores formas de tratá-la.

Pesquisadores do Salk Institute compararam células-tronco criadas de indivíduos com TEA contra células-tronco criadas de pessoas sem TEA para descobrir, pela primeira vez, diferenças mensuráveis ​​nos padrões e velocidade de desenvolvimento nas células derivadas do TEA.

As descobertas, publicadas em 7 de janeiro de 2019, na revista Nature Neuroscience, poderia levar a métodos de diagnóstico para detectar TEA em um estágio inicial, quando intervenções preventivas poderiam ocorrer.

“Embora nosso trabalho tenha examinado apenas células em culturas, ele pode nos ajudar a entender como mudanças precoces na expressão gênica podem levar ao desenvolvimento cerebral alterado em indivíduos com TEA”, diz Salk Professor medidor enferrujado, autor sênior do estudo e presidente do Instituto. “Esperamos que este trabalho abra novas maneiras de estudar os distúrbios neuropsiquiátricos e do neurodesenvolvimento”.

Para o estudo, os pesquisadores pegaram células da pele de oito pessoas com TEA e cinco pessoas sem TEA e as transformaram em células-tronco pluripotentes – células que têm a capacidade de se desenvolver em qualquer tipo de célula. Eles então persuadiram as células-tronco a se desenvolverem ao longo do caminho de se tornarem neurônios, expondo-as a certos fatores químicos.

Usando “instantâneos” moleculares de diferentes estágios de desenvolvimento nas células-tronco, a equipe conseguiu rastrear programas genéticos que foram ativados em uma determinada ordem conforme as células-tronco se desenvolveram em neurônios. Isso revelou diferenças importantes nas células derivadas de pessoas com TEA. Por exemplo, a equipe de Salk observou que o programa genético associado ao estágio de células-tronco neurais era ativado mais cedo nas células com TEA do que nas células sem TEA. Este programa genético inclui muitos genes que foram associados a maiores chances de TEA. Além disso, os neurônios que eventualmente se desenvolveram nas pessoas com TEA cresceram mais rápido e tinham ramos mais complexos do que os do grupo de controle.

“Atualmente, existe a hipótese de que anormalidades no desenvolvimento inicial do cérebro levam ao autismo, mas a transição de um cérebro em desenvolvimento normal para um diagnóstico de TEA é confusa”, diz o primeiro autor Simon Schafer, pós-doutorado no laboratório Gage. “Um grande desafio no campo tem sido determinar os períodos críticos de desenvolvimento e seus estados celulares associados. Esta pesquisa pode fornecer uma base para descobrir os traços patológicos comuns que surgem durante o desenvolvimento do TEA”.

“Esta é uma descoberta muito empolgante e nos encoraja a refinar ainda mais nossa estrutura metodológica para ajudar a avançar nossa compreensão dos eventos biológicos celulares iniciais que precedem o início dos sintomas”, acrescenta Gage, que detém a Vi and John Adler Chair for Research sobre Doenças Neurodegenerativas Relacionadas à Idade. “O estudo da dinâmica do sistema pode maximizar nossa chance de capturar estados de doenças mecanicistas relevantes”.

Os pesquisadores dizem que os experimentos deste estudo levarão a abordagens mais dinâmicas para estudar os mecanismos envolvidos na predisposição e progressão do TEA.

Em seguida, eles planejam se concentrar na criação de organoides cerebrais, modelos tridimensionais do desenvolvimento do cérebro em um prato que permite aos cientistas estudar as interações entre diferentes tipos de células cerebrais.

“Os métodos diagnósticos atuais são em sua maioria subjetivos e ocorrem após o surgimento de anormalidades comportamentais em crianças pequenas”, diz Schafer. “Esperamos que esses estudos sirvam como uma estrutura para o desenvolvimento de novas abordagens de diagnóstico durante um período inicial do desenvolvimento infantil – muito antes de os sintomas comportamentais se manifestarem – para ter o máximo impacto no tratamento e na intervenção”.

Outros pesquisadores no papel foram Apua CM Paquola, Shani Stern, Monique Pena, Thomas JM Kuret, Marvin Liyanage, Abed AlFatah Mansour, Baptiste N. Jaeger, Maria C. Marchetto e Jerome Mertens de Salk; David Gosselin da Université Laval na cidade de Quebec, Canadá; Manching Ku da Universidade de Freiburg em Freiburg, Alemanha; e Christopher K. Glass da Universidade da Califórnia em San Diego.

Este trabalho foi financiado por The James S. McDonnell Foundation, G. Harold & Leila Y. Mathers Charitable Foundation, JPB Foundation, March of Dimes Foundation, National Institutes of Health (NIH) concede MH095741 e MH090258, The Engman Foundation, Annette C Merle-Smith, The Paul G. Allen Family Foundation e The Leona M. and Harry B. Helmsley Charitable Trust. Também foi financiado pelo NIH grant P30 014195, a German Research Foundation (DFG) e a Chapman Foundation.