Mielina y autismo

La mielina es una sustancia rica en lípidos que rodea los axones de las neuronas, que serían como los «cables» del sistema nervioso. Esta estructura grasa sirve para aislar los axones y para aumentar la velocidad con la que los impulsos eléctricos, los llamados potenciales de acción, pasan a lo largo del axón. El axón mielinizado puede compararse con un cable eléctrico (el axón) con un material aislante (la mielina) a su alrededor. Sin embargo, a diferencia de la cubierta plástica de un cable eléctrico, la mielina no forma una sola envuelta larga en toda la longitud del axón, sino que cada vaina de mielina aísla el axón en una sección y, en general, cada axón comprende múltiples secciones de mielina separadas entre sí por espacios cortos sin mielina llamados nodos de Ranvier. Eso permite que el impulso nervioso vaya saltando de nodo de Ranvier a nodo de Ranvier y vaya a mucha más velocidad.

En el sistema nervioso central la mielina está formada y organizada por unas células llamadas oligodendrocitos y en el sistema nervioso periférico (SNP) por otras células gliales llamadas células de Schwann. Una mielinización insuficiente, probablemente causada por la falta de oligodendrocitos maduros, está relacionada con el trastorno del espectro autista (TEA), según un estudio publicado en Nature Neuroscience y que ha analizado ratones y tejido humano procedente de autopsias.

La escasez de mielina deja a las neuronas vulnerables a los daños, como sucede en la esclerosis múltiple, mientras que demasiada puede alterar el mensaje transmitido por los axones. Investigaciones previas habían demostrado que la envuelta de mielina es habitualmente más fina en las personas con trastorno del espectro autista (TEA). Ese estudio anterior comparaba 14 personas con autismo y otros 14 controles de similares edades ­-28 años de media- y cocientes de inteligencia -sin discapacidad intelectual- y utilizaba una técnica que permite medir la mielina en cerebros vivos de forma no invasiva. El método, utilizado para evaluar la esclerosis múltiple, mide el volumen de agua atrapado entre las capas de la envuelta de mielina («myelin water fraction») y lo compara con el contenido de agua en otras partes del cerebro. Un bajo volumen de agua en la mielina en comparación con otra agua cerebral indica que falta mielina.  Las personas con autismo tenían menos mielina y aquellas con dificultades de interacción social mayores, un autismo más grave, tenían los niveles más bajos de todos. Las áreas donde las diferencias era más patentes, incluyendo las proyecciones talámicas, el cerebelo y la corteza del cíngulo ya habían sido previamente relacionadas con los TEA pero este estudio indicaba por primera vez alteración de la mielina en estas regiones.

El estudio publicado en 2020 explora el origen del problema. Los TEA son genéticamente heterogéneos pero las personas que los sufren muestran comportamientos similares, lo que se conoce como una sintomatología convergente, por lo que es posible que se produzcan alteraciones en distintos puntos de las mismas rutas moleculares en el cerebro.

Los investigadores analizaron los cerebros de cinco cepas de ratones que se utilizan como modelos animales del síndrome de Pitt-Hopkins, un trastorno genético relacionado con el autismo. Las características de este síndrome son retraso en el desarrollo, dificultades para adquirir el lenguaje, déficits en el aprendizaje motor y anomalías gastrointestinales.

El equipo investigador iba en busca de las mutaciones genéticas que causan este autismo sindrómico y observó una mielinización irregular y una expresión inconsistente de Tcf4, un gen, el del factor de transcripción 4, que regula la actividad de los oligodendrocitos. Vieron también diferentes genes con una expresión diferencial, es decir, que se expresaban más o menos en los ratones modelos de TEA que en controles. También encontraron que en otros dos modelos murinos de TEA (Ptenm3m4/m3m4, Mecp2KO) se observaba un enriquecimiento significativo de genes implicados en la mielinización.

Volviendo su atención al tejido humano, los investigadores encontraron deficiencias en el revestimiento de mielina en los cerebros de las personas con autismo en comparación con los controles, algo que estaba en concordancia con lo que habían visto en los ratones. Un análisis genético reveló que el gen humano homólogo al analizado de ratones, TCF4, también contenía diversas mutaciones en las regiones reguladoras. Algo importante es que había una notable falta de oligodendrocitos maduros en los cerebros de los autistas en comparación con los controles y una sobreabundancia de células inmaduras, y la mielinización no se producía suficientemente; es decir, las alteraciones genéticas coincidían en alteraciones en la mielinización y en una escasa diferenciación de los oligodendrocitos.

El resumen es que los resultados obtenidos en siete modelos murinos independientes de TEA se validaron en cerebro humano e implicaban que las alteraciones en la mielinización era una característica patológica común en los TEA. Joseph Bohlen, uno de los autores del artículo dijo en el congreso de la Sociedad de Neurociencia del pasado octubre: «Pensamos que las células que están mielinizando lo están haciendo correctamente, es sólo que hay pocas».

Las investigaciones futuras se centrarán en la creación de organoides cerebrales

-pelotas celulares formadas por grupos de neuronas y células gliales que actúan como cerebros simplificados­- con una mielinización irregular y en probar compuestos que podrían actuar sobre los oligodendrocitos y aumentar su número, facilitar su maduración o incrementar la producción de mielina. La esperanza de los autores es que si los niños con autismo son identificados tempranamente, un tratamiento sobre los oligodendrocitos o la mielina podría mitigar algunos de sus síntomas.

Para leer más:

  • Deoni SC, Zinkstok JR, Daly E, Ecker C; MRC AIMS Consortium, Williams SC, Murphy DG (2015) White-matter relaxation time and myelin water fraction differences in young adults with autism. Psychol Med 45(4): 795-805. doi: 10.1017/S0033291714001858.
  • Phan BN, Bohlen JF, Davis BA, Ye Z, Chen HY, Mayfield B, Sripathy SR, Cerceo Page S, Campbell MN, Smith HL, Gallop D, Kim H, Thaxton CL, Simon JM, Burke EE, Shin JH, Kennedy AJ, Sweatt JD, Philpot BD, Jaffe AE, Maher BJ (2020) Nat Neurosci 23(3):375-385. doi: 10.1038/s41593-019-0578-x.
  • Winter L (2020) Inadequate Myelination of Neurons Tied to Autism: StudyS´ https://www.the-scientist.com/news-opinion/inadequate-myelination-of-neurons-tied-to-autism–study-67061

 

 

 

Autor: José R. Alonso

Neurobiólogo. Catedrático de la Universidad de Salamanca. Escritor.

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