Terça-feira, 26 de agosto de 2014. - Crianças e adolescentes com autismo têm excesso de sinapses no cérebro, excesso devido à diminuição de um processo de poda que ocorre no cérebro durante o desenvolvimento, segundo estudo de neurocientistas Columbia University Medical Center (CUMC), em Nova York, nos Estados Unidos.
Como as sinapses são os pontos nos quais os neurônios se conectam e se comunicam, um excesso de sinapses pode ter efeitos no funcionamento do cérebro, como aponta a pesquisa, cujos resultados são publicados na revista Neuron.
Os cientistas descobriram que a rapamicina, uma droga que restaura essa poda, pode melhorar comportamentos semelhantes ao autismo em ratos, mesmo quando administrados após o aparecimento desses comportamentos.
"Esta é uma descoberta importante que pode levar a uma nova estratégia terapêutica para o autismo", diz Jeffrey Lieberman, professor e professor de psiquiatria do CUMC e diretor do Instituto Psiquiátrico do Estado de Nova York, que não participou do estudo.
Embora a droga rapamicina tenha efeitos colaterais que podem impedir seu uso em pessoas com autismo, o fato de que mudanças no comportamento possam ser vistas sugere que o autismo ainda pode ser tratado após o diagnóstico de uma criança, se os cientistas encontrarem um melhor remédio, considera o pesquisador principal do estudo, David Sulzer, professor de Neurobiologia nos Departamentos de Psiquiatria, Neurologia e Farmacologia do CUMC.
Durante o desenvolvimento normal do cérebro, ocorre uma explosão na formação de sinapses na infância, particularmente no córtex cerebral, uma região envolvida em comportamentos autistas; mas o processo de "poda" elimina aproximadamente metade dessas sinapses corticais durante o final da adolescência. Sabe-se que as sinapses são afetadas por muitos genes relacionados ao autismo e alguns pesquisadores levantaram a hipótese de que pessoas com autismo podem ter mais sinapses.
Para provar essa idéia, o co-autor Guomei Tang, professor assistente de neurologia do CUMC, examinou o cérebro de crianças com autismo que morreram por outras causas. Treze cérebros pertenciam a crianças entre 2 e 9 anos e 13 cérebros eram de crianças de 13 a 20 anos, que foram comparados com 22 cérebros de crianças sem autismo.
O Dr. Tang mediu a densidade da sinapse em uma pequena seção de tecido em cada cérebro, contando o número de pequenos espinhos que se ramificam a partir desses neurônios corticais; cada um se conectando com outro neurônio através de uma sinapse. Ele viu que, no final da infância, a densidade da coluna era reduzida pela metade nos cérebros de controle, mas apenas 16% nos cérebros de pacientes com autismo.
"É a primeira vez que alguém procura e vê falta de poda durante o desenvolvimento de crianças com autismo", diz Dr. Sulzer, "embora um número menor de sinapses tenha sido detectado em algumas áreas do cérebro dos pacientes". de idade avançada e em ratos com comportamentos semelhantes ao autismo ".
Além disso, havia indicações do que causou o defeito de poda no cérebro dos pacientes: as células cerebrais das crianças autistas estavam cheias de peças velhas e danificadas e eram muito deficientes em um caminho de degradação conhecido como "autofagia". As células usam a autofagia para degradar seus próprios componentes.
Usando modelos de camundongo com autismo, os cientistas descobriram o defeito de poda em uma proteína chamada mTOR, de modo que quando é hiperativa, as células cerebrais perdem grande parte de sua capacidade de autofagia. Sem essa habilidade, os cérebros dos ratos continham sinapses em excesso. "Embora muitas vezes as pessoas pensem que o aprendizado exige a formação de novas sinapses", enfatiza Sulzer, "a eliminação inadequada das sinapses pode ser igualmente importante".
Os pesquisadores conseguiram restaurar a autofagia e a poda sináptica normais, revertendo comportamentos semelhantes ao autismo em camundongos, administrando rapamicina, uma droga que inibe a proteína mTOR. A medicação foi eficaz mesmo quando administrada a roedores após o desenvolvimento de comportamentos autistas, sugerindo que essa abordagem pode ser usada para tratar pacientes mesmo após o diagnóstico da doença.
Como grandes quantidades de mTOR hiperativo também foram encontradas em quase todos os cérebros de pacientes com autismo, os mesmos processos podem ocorrer em crianças com autismo. "O que é notável sobre as descobertas - observa Sulzer - é que centenas de genes foram ligados ao autismo, mas quase todos os nossos seres humanos tinham mTOR hiperativo e autofagia diminuída, e todos parecem possuir falta de poda. sináptico normal ".
Alan Packer, cientista sênior da Fundação Simons, que financiou a pesquisa, considera o estudo um importante passo em frente na compreensão do que acontece no cérebro de pessoas com autismo.
"A visão atual é que o autismo é heterogêneo, com potencialmente centenas de genes que podem ajudar a desenvolvê-lo. Esse é um espectro muito amplo, então o objetivo agora é entender como essas centenas de genes estão agrupadas em um número menor de caminhos., o que nos dará melhores pistas sobre possíveis tratamentos ", diz Packer.
"A via mTOR parece uma dessas vias. É possível que a detecção da atividade da mTOR e da autofagia forneça um meio para diagnosticar algumas características do autismo e a normalização dessas vias possa ajudar a tratar a disfunção e doença sináptica". conclui este pesquisador.
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Como as sinapses são os pontos nos quais os neurônios se conectam e se comunicam, um excesso de sinapses pode ter efeitos no funcionamento do cérebro, como aponta a pesquisa, cujos resultados são publicados na revista Neuron.
Os cientistas descobriram que a rapamicina, uma droga que restaura essa poda, pode melhorar comportamentos semelhantes ao autismo em ratos, mesmo quando administrados após o aparecimento desses comportamentos.
"Esta é uma descoberta importante que pode levar a uma nova estratégia terapêutica para o autismo", diz Jeffrey Lieberman, professor e professor de psiquiatria do CUMC e diretor do Instituto Psiquiátrico do Estado de Nova York, que não participou do estudo.
Embora a droga rapamicina tenha efeitos colaterais que podem impedir seu uso em pessoas com autismo, o fato de que mudanças no comportamento possam ser vistas sugere que o autismo ainda pode ser tratado após o diagnóstico de uma criança, se os cientistas encontrarem um melhor remédio, considera o pesquisador principal do estudo, David Sulzer, professor de Neurobiologia nos Departamentos de Psiquiatria, Neurologia e Farmacologia do CUMC.
Durante o desenvolvimento normal do cérebro, ocorre uma explosão na formação de sinapses na infância, particularmente no córtex cerebral, uma região envolvida em comportamentos autistas; mas o processo de "poda" elimina aproximadamente metade dessas sinapses corticais durante o final da adolescência. Sabe-se que as sinapses são afetadas por muitos genes relacionados ao autismo e alguns pesquisadores levantaram a hipótese de que pessoas com autismo podem ter mais sinapses.
Para provar essa idéia, o co-autor Guomei Tang, professor assistente de neurologia do CUMC, examinou o cérebro de crianças com autismo que morreram por outras causas. Treze cérebros pertenciam a crianças entre 2 e 9 anos e 13 cérebros eram de crianças de 13 a 20 anos, que foram comparados com 22 cérebros de crianças sem autismo.
O Dr. Tang mediu a densidade da sinapse em uma pequena seção de tecido em cada cérebro, contando o número de pequenos espinhos que se ramificam a partir desses neurônios corticais; cada um se conectando com outro neurônio através de uma sinapse. Ele viu que, no final da infância, a densidade da coluna era reduzida pela metade nos cérebros de controle, mas apenas 16% nos cérebros de pacientes com autismo.
"É a primeira vez que alguém procura e vê falta de poda durante o desenvolvimento de crianças com autismo", diz Dr. Sulzer, "embora um número menor de sinapses tenha sido detectado em algumas áreas do cérebro dos pacientes". de idade avançada e em ratos com comportamentos semelhantes ao autismo ".
Além disso, havia indicações do que causou o defeito de poda no cérebro dos pacientes: as células cerebrais das crianças autistas estavam cheias de peças velhas e danificadas e eram muito deficientes em um caminho de degradação conhecido como "autofagia". As células usam a autofagia para degradar seus próprios componentes.
Usando modelos de camundongo com autismo, os cientistas descobriram o defeito de poda em uma proteína chamada mTOR, de modo que quando é hiperativa, as células cerebrais perdem grande parte de sua capacidade de autofagia. Sem essa habilidade, os cérebros dos ratos continham sinapses em excesso. "Embora muitas vezes as pessoas pensem que o aprendizado exige a formação de novas sinapses", enfatiza Sulzer, "a eliminação inadequada das sinapses pode ser igualmente importante".
Os pesquisadores conseguiram restaurar a autofagia e a poda sináptica normais, revertendo comportamentos semelhantes ao autismo em camundongos, administrando rapamicina, uma droga que inibe a proteína mTOR. A medicação foi eficaz mesmo quando administrada a roedores após o desenvolvimento de comportamentos autistas, sugerindo que essa abordagem pode ser usada para tratar pacientes mesmo após o diagnóstico da doença.
Como grandes quantidades de mTOR hiperativo também foram encontradas em quase todos os cérebros de pacientes com autismo, os mesmos processos podem ocorrer em crianças com autismo. "O que é notável sobre as descobertas - observa Sulzer - é que centenas de genes foram ligados ao autismo, mas quase todos os nossos seres humanos tinham mTOR hiperativo e autofagia diminuída, e todos parecem possuir falta de poda. sináptico normal ".
O caminho do mTOR
Na sua opinião, os resultados indicam que muitos, talvez a maioria dos genes podem convergir nessa via mTOR / autofagia. "O mTOR hiperativo e a redução da autofagia podem ser uma característica comum do autismo", resume este especialista.Alan Packer, cientista sênior da Fundação Simons, que financiou a pesquisa, considera o estudo um importante passo em frente na compreensão do que acontece no cérebro de pessoas com autismo.
"A visão atual é que o autismo é heterogêneo, com potencialmente centenas de genes que podem ajudar a desenvolvê-lo. Esse é um espectro muito amplo, então o objetivo agora é entender como essas centenas de genes estão agrupadas em um número menor de caminhos., o que nos dará melhores pistas sobre possíveis tratamentos ", diz Packer.
"A via mTOR parece uma dessas vias. É possível que a detecção da atividade da mTOR e da autofagia forneça um meio para diagnosticar algumas características do autismo e a normalização dessas vias possa ajudar a tratar a disfunção e doença sináptica". conclui este pesquisador.
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