Los estudios ayudan a explicar el vínculo entre el autismo y la infección grave durante el embarazo

Las poblaciones bacterianas en el tracto gastrointestinal de la madre pueden desempeñar un papel central

Ana Trafton | Oficina de noticias del MIT

Las madres que experimentan una infección lo suficientemente grave como para requerir hospitalización durante el embarazo corren un mayor riesgo de tener un hijo con autismo. Dos nuevos estudios del MIT y la Facultad de Medicina de la Universidad de Massachusetts arrojan más luz sobre este fenómeno e identifican posibles enfoques para prevenirlo.

En una investigación con ratones, los investigadores encontraron que la composición de las poblaciones bacterianas en el tracto digestivo de la madre puede influir en si la infección materna conduce a comportamientos similares al autismo en la descendencia. También descubrieron los cambios cerebrales específicos que producen estos comportamientos.

“Identificamos una región cerebral muy discreta que parece estar modulando todos los comportamientos asociados con este modelo particular de trastorno del neurodesarrollo”, dice Gloria Choi, profesora asistente de desarrollo profesional Samuel A. Goldblith de Ciencias del Cerebro y Cognitivas y miembro de McGovern del MIT. Instituto de Investigaciones Cerebrales.

Si se validan aún más en estudios con humanos, los hallazgos podrían ofrecer una posible forma de reducir el riesgo de autismo, lo que implicaría bloquear la función de ciertas cepas de bacterias que se encuentran en el intestino materno, dicen los investigadores.

Choi y Jun Huh, ex profesor asistente en la Escuela de Medicina de UMass y ahora miembro de la facultad en la Escuela de Medicina de Harvard, son los autores principales de ambos artículos, que aparecen en  Nature  el 13 de septiembre. El postdoctorado del MIT, Yeong Shin Yim, es el primer autor. de un artículo, y los académicos visitantes de la Facultad de Medicina de UMass, Sangdoo Kim y Hyunju Kim, son los autores principales del otro.

Revertir los síntomas

Un estudio de 2010 que incluyó a todos los niños nacidos en Dinamarca entre 1980 y 2005 encontró que las infecciones virales graves durante el primer trimestre del embarazo se tradujeron en un riesgo triple de autismo, y las infecciones bacterianas graves durante el segundo trimestre se vincularon con un aumento de 1,42 veces en riesgo. Estas infecciones incluyeron influenza, gastroenteritis viral e infecciones graves del tracto urinario.

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Se han descrito efectos similares en modelos de inflamación materna en ratones, y en un  artículo de Science de 2016  , Choi y Huh encontraron que un tipo de células inmunitarias conocidas como células Th17 y su molécula efectora, llamada IL-17, son responsables de este efecto en ratones. Luego, la IL-17 interactúa con los receptores que se encuentran en las células cerebrales del feto en desarrollo, lo que genera irregularidades que los investigadores llaman “parches” en ciertas partes de la corteza.

En uno de los nuevos artículos, los investigadores se propusieron aprender más sobre estos parches y determinar si eran responsables de las anomalías de comportamiento observadas en esos ratones, que incluyen comportamiento repetitivo y deterioro de la sociabilidad.

Los investigadores encontraron que los parches son más comunes en una parte del cerebro conocida como S1DZ. Parte de la corteza somatosensorial, se cree que esta región es responsable de la propiocepción, o detección de dónde se encuentra el cuerpo en el espacio. En estos parches, se reducen las poblaciones de células llamadas interneuronas, que expresan una proteína llamada parvalbúmina. Las interneuronas son responsables de controlar el equilibrio de excitación e inhibición en el cerebro, y los investigadores descubrieron que los cambios que encontraron en los parches corticales estaban asociados con una sobreexcitación en S1DZ.

Cuando los investigadores restauraron los niveles normales de actividad cerebral en esta área, pudieron revertir las anomalías de comportamiento. También pudieron inducir los comportamientos en ratones por lo demás normales al sobreestimular las neuronas en S1DZ.

Los investigadores también descubrieron que S1DZ envía mensajes a otras dos regiones del cerebro: el área de asociación temporal de la corteza y el cuerpo estriado. Cuando los investigadores inhibieron las neuronas conectadas al área de asociación temporal, pudieron revertir los déficits de sociabilidad. Cuando inhibieron las neuronas conectadas al cuerpo estriado, pudieron detener los comportamientos repetitivos.

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factores microbianos

En el segundo  artículo de Nature  , los investigadores profundizaron en algunos de los factores adicionales que influyen en si una infección grave conduce o no al autismo. No todas las madres que experimentan una infección grave terminan teniendo un hijo con autismo y, de manera similar, no todos los ratones en el modelo de inflamación materna desarrollan anomalías en el comportamiento.

“Esto sugiere que la inflamación durante el embarazo es solo uno de los factores. Necesita trabajar con factores adicionales para llegar hasta ese resultado”, dice Choi.

Una pista clave fue que cuando se estimuló el sistema inmunitario de algunos de los ratones preñados, comenzaron a producir IL-17 en un día. “Normalmente toma de tres a cinco días, porque la IL-17 es producida por células inmunitarias especializadas y requieren tiempo para diferenciarse”, dice Huh. “Pensamos que tal vez esta citocina no se produce a partir de células inmunitarias que se diferencian, sino más bien a partir de células inmunitarias preexistentes”.

Estudios previos en ratones y humanos han encontrado poblaciones de células Th17 en los intestinos de individuos sanos. Se cree que estas células, que ayudan a proteger al huésped de los microbios dañinos, se producen después de la exposición a tipos particulares de bacterias inofensivas que se asocian con el epitelio.

Los investigadores encontraron que solo las crías de ratones con un tipo específico de bacteria inofensiva, conocida como bacteria filamentosa segmentada, tenían anormalidades de comportamiento y parches corticales. Cuando los investigadores mataron esas bacterias con antibióticos, los ratones produjeron descendencia normal.

“Estos datos sugieren fuertemente que tal vez ciertas madres que portan estos tipos de bacterias inductoras de células Th17 en el intestino pueden ser susceptibles a esta condición inducida por la inflamación”, dice Huh.

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Los humanos también pueden portar cepas de bacterias intestinales conocidas por impulsar la producción de células Th17, y los investigadores planean investigar si la presencia de estas bacterias está asociada con el autismo.

Sarah Gaffen, profesora de reumatología e inmunología clínica en la Universidad de Pittsburgh, dice que el estudio demuestra claramente el vínculo entre la IL-17 y los efectos neurológicos observados en las crías de los ratones. “Es raro que las cosas encajen en un modelo tan claro, donde puedes identificar una sola molécula que hace lo que predijiste”, dice Gaffen, quien no participó en el estudio.

La investigación fue financiada por la Iniciativa de Investigación del Autismo de la Fundación Simons, el Centro Simons para el Cerebro Social del MIT, el Instituto Médico Howard Hughes, Robert Buxton, la Fundación Nacional de Investigación de Corea, el Programa de Becarios Searle, una Beca Pew para Ciencias Biomédicas, la Fundación Kenneth Rainin, los Institutos Nacionales de Salud y el Centro Hock E. Tan y K. Lisa Yang para la Investigación del Autismo.

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