¿Podría el tráfico deficiente de proteínas ser un factor del autismo?
Una proteína cuyas mutaciones se encuentran en personas con autismo y otras condiciones del neurodesarrollo ayuda a que las conexiones entre las neuronas del cerebro funcionen sin problemas.
Una investigación recientemente publicada, dirigida por la Universidad Rockefeller en la ciudad de Nueva York, NY, revela que la proteína astrotactina 2 (ASTN2) puede alejar los receptores de las superficies de las neuronas y evitar que se acumulen allí.
Las conexiones entre neuronas son esenciales para el funcionamiento del cerebro.
Funcionan porque los receptores, que se encuentran en la superficie de las células, siempre están listos para asociarse con los neurotransmisores entrantes de otras células.
El proceso es dinámico y necesita un ciclo continuo de receptores "dentro y fuera" de la membrana celular para asegurar una respuesta rápida a las señales. El tráfico de proteínas ayuda a mantener los receptores en movimiento.
El estudio reciente, que ahora figura en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias, también ha sugerido un mecanismo a través del cual los trastornos del espectro autista (TEA), como la condición del neurodesarrollo, el autismo, podrían surgir de defectos en ASTN2.
Las causas exactas de las condiciones del neurodesarrollo se desconocen en gran medida, aunque muchos signos se pueden rastrear hasta el desarrollo temprano del cerebro. Los científicos creen que los orígenes son complejos e involucran factores genéticos, biológicos y ambientales.
Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC), alrededor de 1 de cada 68 niños de los Estados Unidos han sido "identificados con TEA", y los niños tienen cuatro veces más probabilidades de ser identificados con este trastorno que las niñas.
Tráfico de proteínas
En un trabajo anterior, la autora principal del estudio, Mary E. Hatten, profesora de neurociencias y comportamiento en la Universidad Rockefeller, ya había descubierto que ASTN2 tiene un papel de tráfico durante el desarrollo temprano cuando las células migran.
Sin embargo, la presencia de esta proteína en el cerebro adulto llevó a la autora principal del estudio, Hourinaz Behesti, cuando se incorporó al laboratorio de la profesora Hatten, a postular que ASTN2 también puede tener otra función.
Los niveles de ASTN2 parecen ser particularmente altos en una región del cerebro llamada cerebelo. Tradicionalmente, se pensaba que esta región del cerebro se refería al control del movimiento, pero, según informan los autores, "la evidencia reciente ha sugerido" que también puede estar involucrada con "funciones no motoras, incluido el lenguaje, la memoria visuoespacial, la atención y la emoción".
Usando un microscopio electrónico, los investigadores identificaron los sitios de expresión de ASTN2 en el cerebelo de los ratones.
Descubrieron que la proteína se encontraba principalmente en estructuras llamadas "vesículas endocíticas y autofagocíticas", que transportan proteínas dentro de las neuronas.
Sinapsis más débiles
Los científicos también identificaron algunas moléculas que se unen a ASTN2. Estos "socios de unión" incluyen proteínas que se sabe que se trafican dentro de las neuronas y otras proteínas que ayudan a construir sinapsis.
Las sinapsis son las estructuras celulares que permiten que las neuronas se transmitan señales eléctricas y químicas entre sí. El equipo también había encontrado anteriormente ASTN2 expresado dentro de "espinas dendríticas" en las sinapsis.
El aumento de ASTN2 en las neuronas de ratón provocó una reducción de las moléculas que se unen a ASTN2. Esto es consistente con la idea de que ASTN2 estaba haciendo su trabajo, traficando fuera de la superficie de la celda para ser descompuesto y reciclado.
Otras pruebas revelaron que las células con niveles más altos de ASTN2 producían sinapsis más robustas. Esto sugiere que ASTN2 insuficiente, como podría suceder si el gen que lo codifica está mutado, conduciría a sinapsis más débiles.
Necesidad de comprender mejor el papel del cerebelo
El estudio cita un trabajo realizado en la Universidad Johns Hopkins, en el que varios miembros de una familia con TEA, retraso del lenguaje y otras afecciones del desarrollo neurológico portaban una serie de mutaciones ASTN2.
Los investigadores también mencionan un estudio de población grande separado que encontró vínculos entre las mutaciones ASTN2 y varios tipos de afecciones cerebrales.
Concluyen que sus hallazgos apoyan la idea de que la interrupción del proceso que asegura la mezcla apropiada y el recambio de proteínas de superficie en las células del cerebro podría ser un factor en varias condiciones del neurodesarrollo.
También dicen que es necesario comprender mejor el papel del cerebelo en estas afecciones.
“La gente está empezando a darse cuenta de que el cerebelo no solo está ahí para controlar el movimiento y el aprendizaje motor. Tiene funciones mucho más complejas en la cognición y el lenguaje ".
Prof. Mary E. Hatten
