Pacientes con trastorno de espectro autista tienen vías alteradas de las fibras nerviosas

Todavía no se conoce la diferencia en los cerebros de los individuos con trastorno de espectro autista (TEA), pero hallazgos recientes de estudios genéticos y celulares muestran anormalidades en la forma como las células cerebrales (neuronas) se conectan entre sí. Una nueva investigación suministra evidencia visual asociando el autismo con una estructura desorganizada de las conexiones cerebrales, y también con defectos en la mielina.

Los investigadores, liderados por Mustafa Sahin, MD, PhD, del departamento de neurología, Simón Warfield, PhD, director del Laboratorio de Radiología Computacional, y el primer autor, Jurriaan Peters, MD, de ambos departamentos en el Hospital Infantil de Boston (MA, EUA), usaron una técnica no invasiva de resonancia magnética (RM) para visualizar los cerebros de 40 pacientes (niños hasta la edad de 25 años) con esclerosis tuberosa compleja y 29 controles sanos de la misma edad. La esclerosis tuberosa es una condición genética rara asociada con frecuencia con deterioro cognitivo y del comportamiento, incluyendo TEA, aproximadamente el 50% de las veces.

“Los pacientes con esclerosis tuberosa pueden diagnosticarse al nacer o potencialmente antes del nacimiento, debido a que los tumores cardiacos son visibles en el ultrasonido, dándonos la oportunidad de entender los circuitos del cerebro en una edad temprana”, explicó el Dr. Sahin. “Nuestra meta última es usar la imaginología en la infancia para encontrar cuáles pacientes con esclerosis tuberosa están en riesgo de autismo de modo que podamos intervenir temprano. Esto puede tener implicaciones para el autismo en pacientes sin esclerosis tuberosa también”.

Los investigadores usaron una técnica RM comparativamente nueva llamada imaginología de tensor de difusión (DTI) para rastrear las vías de las fibras nerviosas midiendo la difusión del agua en el cerebro. En la edición de Enero de 2011, de la revista “Academic Radiology”, reportaron los hallazgos en el cuerpo calloso, la estructura más grande de materia blanca del cerebro.

De los 40 pacientes con esclerosis tuberosa, 24 tenían retrasos del desarrollo significativos clínicamente o discapacidad intelectual, y 12 tenían TEA. Los TEA fueron diagnosticadas clínicamente por un neurólogo pediatra y, en la mayoría de los casos, por la Lista de Observación Diagnóstica de Autismo (ADOS). Por lo general, en comparación con los controles, los pacientes con esclerosis tuberosa tuvieron valores de difusividad radial más altos, una medida de la difusión del agua fuera (perpendicular) de las fibras nerviosas (axones). La difusividad radial es una medición indirecta de que tan bien aislados están los axones. Tener la difusividad radial alta significa que los axones están mal aislados con la mielina, sugiriendo anormalidades en la materia blanca (que está compuesta parcialmente de mielina).

Los pacientes con esclerosis tuberosa y TEA no solo tuvieron difusividad radial aumentada – comparada con los pacientes sin TEA y los controles –sino que ellos también tuvieron las vías de los axones claramente desorganizadas.

Los axones en los sujetos control siguieron direcciones bien definidas en paquetes organizados, mientras que los axones de los pacientes ASD tendieron a orientarse juntos en direcciones comunes (referidas en el artículo como con menor anisotropía fraccional). Los pacientes con esclerosis tuberosa sin TEA mostraron solo ligera desorganización en comparación con los controles. “Este estudio muestra que podemos usar imaginología de tensor de difusión para diferenciar a los pacientes tuberosos, con autismo, de aquellos sin autismo”, dijo el Dr. Sahin.

“Nuestros avances en imaginología y en análisis de imagen nos está permitiendo identificar y caracterizar cuantitativamente las alteraciones en el desarrollo cerebral que no son fácilmente visibles en la imaginología convencional”, añadió el Dr. Warfield.

Los hallazgos se suman a investigación anterior de imaginología humana, hecha por los Drs. Sahin y Warfield, mostrando diferencias similares en la corteza visual del cerebro, y son consistentes con las RMs cerebrales en ancianos, individuos con alto funcionamiento con TEA, revelando anormalidades en la conectividad en el cuerpo calloso y en áreas involucradas en el lenguaje y las destrezas sociales.

Los hallazgos son también compatibles con estudios del laboratorio del Dr. Sahin usando modelos de esclerosis tuberosa en ratones. Las neuronas en esos ratones crecieron en axones múltiples (las neuronas normales solo crecen en uno), causando demasiadas conexiones, y los axones que se originan en la retina fallaron no se colocaron en los lugares apropiados en el cerebro y no respondieron a las señales de navegación.

Estudios adicionales revelaron que los axones en esos ratones tenían menos mielinización, identificado la vía bioquímica causando los defectos, conocida como la vía mTOR, y mostraron que las vías y los defectos de mielina puede ser reversados en los ratones con la droga rapamicina inhibidora de mTOR.

“Finalmente, la imaginología jugará un papel crucial en identificar quien puede beneficiarse del tratamiento, y en ver los cambios en el cerebro en respuesta al tratamiento”, concluyó el Dr. Warfield.


Enlace relacionado:
Children’s Hospital Boston