La investigación, que publica la revista “Molecular Psychiatry”, ha utilizado el pez cebra como modelo de estudio para analizar las alteraciones en el proceso de desarrollo neuronal y revela los mecanismos moleculares que explicarían cómo este gen es capaz de alterar el proceso del neurodesarrollo.
La investigación la han liderado Noèlia Fernàndez-Castillo y Bru Cormand, de la Facultad de Biología y del Instituto de Biomedicina de la Universidad de Barcelona (IBUB), del Instituto de Investigación Sant Joan de Déu (IRSJD) y el CIBER de Enfermedades Raras (CIBERER), y William H. J. Norton, de la Universidad de Leicester (Reino Unido).
También han colaborado expertos del Instituto de Neurociencias de la UB (UBNeuro), del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) y del RIKEN Center for Brain Science (CBS) de Japón.
El gen YWHAZ, que en los humanos está situado en el cromosoma 8, se relaciona con los procesos de formación, diferenciación y posicionamiento de neuronas durante el neurodesarrollo, sobre todo en estudios hechos con ratones.
El punto de partida de este nuevo trabajo es un estudio de secuenciación masiva dirigido por el catedrático Bru Cormand sobre las bases genéticas del autismo en el que identificaron una mutación en el gen YWHAZ en dos hermanos afectados.
El nuevo trabajo utiliza como modelo el pez cebra (Danio rerio), "un buen modelo para estudiar alteraciones de comportamiento relacionadas con el autismo u otros trastornos psiquiátricos, ya que el comportamiento social y la interacción con el grupo son claves en esta especie", ha indicado Fernández-Castillo.
"Las larvas de pez cebra son transparentes y pequeñas —según la investigadora— y permiten evaluar la actividad neuronal de todo el cerebro in vivo, lo que no es posible en otros modelos animales. Disponemos de una línea transgénica de pez cebra en la que todas las neuronas expresan un marcador que se vuelve fluorescente sólo cuando la neurona se activa".
"Así podemos detectar cuándo se activan cada una de las neuronas de todo el cerebro y comparar qué sucede en los animales con deficiencias en el gen YWHAZ y en los que son grupo control", aclaró.
"La alteración de la actividad espontánea observada en los animales con el gen YWHAZ desactivado desde los estadios tempranos (larvarios) podría inducir a un desarrollo inadecuado de las conexiones y redes neuronales", explicó la investigadora.
Los investigadores también han identificado alteraciones de neurotransmisores implicados en el comportamiento, como la dopamina y la serotonina.
"Al suministrar fármacos que afectan a estos sistemas de neurotransmisión, el comportamiento habitual se restablece y es similar al de los peces normales. Por tanto, este trabajo nos ha permitido entender los mecanismos a través de los cuales este gen provoca cambios y cómo este gen contribuye al autismo, que es un trastorno del neurodesarrollo", señaló Fernàndez-Castillo.
Los investigadores vieron que aplicar dos medicamentos moduladores de la neurotransmisión -fluoxetina y quinpirol- puede reducir las alteraciones del comportamiento social que presentan los peces mutantes.
"Es una buena noticia, porque la fluoxetina ya se usa en humanos para tratar otras patologías, como la depresión, e incluso algunos síntomas del autismo, como las conductas repetitivas", apuntó Cormand.
Este trabajo añade un nuevo gen a los cientos de genes relacionados con el trastorno del espectro autista.
“Aunque sabemos que es una patología con una fuerte carga genética, que supera el 80%, todavía falta un poco por acabar de definir todo su paisaje genético, es decir, todos los genes responsables del trastorno. Cuando se complete este paisaje, podrán desarrollarse herramientas diagnósticas basadas en la genética que complementen el diagnóstico clínico”, añadió Cormand.