Una nueva investigación de la Facultad de Medicina de la Universidad de Tufts y la Facultad de Ciencias Biomédicas de la Universidad de Tufts sugiere que el momento de la muerte de ciertas neuronas inhibitorias en el cerebro poco después del nacimiento puede ser, al menos en parte, el culpable del síndrome de espasmos infantiles (ISS, por sus siglas en inglés), un trastorno raro pero forma devastadora de epilepsia que se desarrolla con mayor frecuencia entre los cuatro y los ocho meses de edad, pero que puede surgir dentro de las semanas posteriores al nacimiento hasta los 4 o 5 años.
Su investigación en ratones sugiere un nuevo objetivo potencial para el tratamiento y aumenta la esperanza de que, en el futuro, el diagnóstico y el tratamiento tempranos puedan detectar y prevenir algunas de las deficiencias más significativas asociadas con el síndrome. La investigación fue publicada el 30 de enero en la Revista de neurociencia.
Cada año se diagnostican aproximadamente entre 2000 y 2500 casos nuevos de síndrome de espasmos infantiles. En la mayoría de los casos, los bebés parecen estar desarrollándose normalmente hasta que desarrollan convulsiones que parecen una flexión repentina hacia adelante del cuerpo y rigidez de los brazos y las piernas. Algunos bebés arquean la espalda mientras extienden los brazos y las piernas. Algunos tienen cientos de estas convulsiones cada día. Si bien los espasmos infantiles generalmente desaparecen a los cinco años, son reemplazados por otros tipos de convulsiones. Los bebés y los niños con esta afección suelen tener electroencefalogramas (EEG) anormales, deficiencias neurológicas significativas y un mayor riesgo de autismo.
El tratamiento temprano de las convulsiones puede mejorar los resultados, pero la mayoría de las terapias disponibles no son efectivas y pueden causar complicaciones significativas, incluida la ceguera”.
Chris Dulla, autor correspondiente del estudio, profesor asociado de neurociencia en la Escuela de Medicina y docente del programa en la Escuela de Graduados en Ciencias Biomédicas
Acto de equilibrio neuronal
La investigación sobre la enfermedad se ha centrado en el papel que desempeñan varias vías que controlan el equilibrio entre dos tipos de neuronas en el cerebro: las neuronas excitatorias y las inhibidoras. La mayoría de las neuronas en el cerebro son excitatorias, activan otras neuronas y crean señales eléctricas para impulsar las funciones cerebrales. Las neuronas inhibitorias restringen ese disparo neuronal.
Si bien las causas moleculares de la ISS no están bien definidas, el desarrollo de la red inhibidora GABAérgica interrumpida se ha implicado en múltiples modelos de ratón.
Las interneuronas GABA (ácido gamma-aminobutírico) son las principales neuronas inhibitorias en el sistema nervioso central y desempeñan un papel fundamental en una variedad de procesos que incluyen la función cognitiva y la integración y el procesamiento de la información. La actividad disfuncional de las interneuronas GABA puede alterar el equilibrio de las neuronas excitatorias e inhibidoras en la corteza cerebral del cerebro.
Los investigadores han identificado varios genes asociados con ISS, todos los cuales están vinculados a la vía de señalización de b-catenina, que ayuda a regular el equilibrio de las neuronas excitatorias e inhibidoras en el cerebro. “Durante el desarrollo normal del cerebro, se crean demasiadas interneuronas inhibitorias, pero luego desaparecen”, explica Dulla. “La investigación sugiere que parece ocurrir una sobreabundancia de muerte interneuronal al mismo tiempo que se desarrollan los espasmos asociados con la EEI”.
En su investigación, los científicos de Tufts centraron sus estudios en la vía de señalización de b-catenina en un modelo de ratón, desarrollado originalmente por la neurocientífica y profesora de la Facultad de Medicina Michele Jacob, que desarrolla una condición análoga a la ISS. Los ratones también muestran discapacidades intelectuales y anomalías conductuales correspondientes al trastorno del espectro autista humano.
Los investigadores determinaron que el desarrollo y la función de las interneuronas corticales positivas para parvalbúmina están alterados en los ratones. Estas neuronas son la clase más grande de neuronas inhibitorias GABAérgicas en el sistema nervioso central.
Su investigación también sugiere que puede ser el momento de la muerte de las células neuronales inhibidoras lo que es importante, no solo el hecho de que suceda. “Si las neuronas inhibitorias mueren demasiado rápido, esto permite que las neuronas excitatorias se vuelvan locas”, explica Dulla.
“Vimos que los niveles de actividad neuronal excitatoria aumentaron en todas las edades”, señala Rachael F. Ryner, autora principal del estudio que recibió su doctorado de la Escuela de Graduados en Ciencias Biomédicas en 2022. “Pero la interacción entre excitación y inhibidoras de las neuronas es extraordinariamente complejo. Debido a que vemos un par de tratamientos que funcionan en algunos niños pero no en todos, creemos que ISS realmente tiene una amplia gama de causas”.
La nueva investigación plantea una gran cantidad de preguntas. Si los científicos encuentran uno o más mecanismos que hacen que las neuronas inhibitorias mueran demasiado rápido, ¿se puede ralentizar o programar adecuadamente ese proceso para evitar que se desarrollen al menos algunos casos de ISS, o al menos minimizar el daño con el que está asociado el ISS? Debido a que múltiples genes parecen estar involucrados en el desarrollo de ISS, ¿debería realizarse una evaluación genética para identificar a los bebés en riesgo? Y, por último, ¿se les podría administrar a las personas en riesgo electroencefalogramas especializados en una etapa temprana de la vida para detectar eventos cerebrales anormales y proporcionar tratamientos exitosos antes de que ocurra un daño permanente?
La investigación informada en este artículo fue apoyada por el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares bajo el premio R01-NS100706, CURE Epilepsy como parte de la Iniciativa de espasmo infantil y la Sociedad Estadounidense de Epilepsia. La información completa sobre autores, patrocinadores y conflictos de intereses está disponible en el artículo publicado. El contenido es responsabilidad exclusiva de los autores y no representa necesariamente los puntos de vista oficiales de los patrocinadores.
