Patrones genéticos de ADN mitocondrial antiguo pueden desempeñar un papel en el autismo


MADRID|
Patrones genéticos de ADN mitocondrial antiguo pueden desempeñar un papel en el autismo

Patrones genéticos de ADN mitocondrial antiguo pueden desempeñar un papel en el autismo MADRID | EUROPA PRESS

Las mitocondrias, las diminutas estructuras dentro de nuestras células que generan energía, pueden desempeñar un papel clave en los trastornos del espectro autista (TEA). Un nuevo estudio del equipo de medicina mitocondrial del Hospital Infantil de Filadelfia (CHOP, por sus siglas en inglés), en Estados Unidos, sugiere que las variaciones en el ADN mitocondrial (mtDNA, por sus siglas en inglés) originadas durante las antiguas migraciones humanas pueden desempeñar un papel importante en la predisposición a los TEA.

"Nuestros hallazgos demuestran que las diferencias en la función mitocondrial son importantes en el TEA", afirma el líder del estudio, Douglas C. Wallace, director del Centro de Medicina Mitocondrial y Epigenómica de CHOP. "Nuestro equipo demuestra que la vulnerabilidad de una persona a los TEA varía en función con su antiguo linaje mitocondrial", agrega Wallace, quien junto a sus colegas publica este miércoles sus hallazgos en 'JAMA Psychiatry'.

Los científicos realizaron un estudio de cohortes de datos genéticos de 1.624 pacientes y 2.417 padres y hermanos sanos, representando a 933 familias en el Intercambio de Recursos Genéticos de Autismo (AGRE, por sus siglas en inglés). El Centro de Genómica Aplicada en CHOP había realizado estudios de asociación en todo el genoma en esta cohorte de AGRE, y se vinculó en este estudio.

Las mitocondrias contienen su propio ADN, distinto del ADN nuclear más familiar (nDNA) dentro del núcleo celular. El mtDNA codifica los genes esenciales que gobiernan la producción de energía celular y esos genes intercambian señales biológicas con nDNA para afectar a nuestra fisiología y salud general.

El presente trabajo analizó un solo nucleótido variantes funcionales, cambios de base en el mtDNA de la cohorte que caracterizan haplogrupos mitocondriales. Los haplogrupos son linajes de variantes mtDNA asociadas que reflejan los antiguos patrones de migración de los primeros grupos humanos que se extendieron desde África al resto del mundo durante la prehistoria.

Basado en su descubrimiento seminal de 1980 de que el ADNmt humano es heredado sólo a través de la madre, las encuestas de Wallace a lo largo de los años, que cubren la variación del ADNmt entre las poblaciones indígenas de todo el mundo, han permitido reconstruir las migraciones humanas en todo el mundo y los patrones de evolución durante cientos de milenios.

IDENTIFICAN HAPLOGRUPOS CON MAYOR RIESGO DE TEA

El estudio actual encontró que los individuos con haplogrupos europeos designados como I, J, K, X, T y U (que representan el 55 por ciento de la población europea total) tenían un riesgo significativamente mayor de TEA comparado con el haplogrupo europeo más común, HHV. Los haplogrupos A y M de los asiáticos y los nativos americanos también estaban en mayor riesgo de TEA.

Estos haplogrupos mitocondriales se originaron en diferentes áreas geográficas globales, adaptadas a través de la evolución a entornos regionales específicos. Sin embargo, los cambios posteriores, como la migración, los cambios en la dieta y otras influencias ambientales, pueden crear un desajuste entre la fisiología de un linaje mtDNA particular y el ambiente del individuo, llevando a la predisposición a la enfermedad.

Factores genéticos adicionales de nDNA o medioambientales pueden reducir aún más la producción de energía de un individuo hasta que es insuficiente para mantener el desarrollo normal del cerebro y la función, lo que resulta en la enfermedad. Como el diagrama de cableado de las plantas de energía celular, mtDNA es crucial en el suministro de energía al cuerpo. El cerebro es particularmente vulnerable incluso a deficiencias de energía leves debido a su alta demanda de energía mitocondrial.

Los estudios previos de Wallace han demostrado que la disfunción mitocondrial puede perturbar el delicado equilibrio entre la inhibición y la excitación en la actividad cerebral, un factor crucial en los TEA y otros trastornos neuropsiquiátricos. "Puede haber un umbral bioenergético", dice Wallace, agregando que un individuo ya predispuesto a TEA en función de su haplogrupo mitocondrial puede ser llevado por debajo de ese umbral por la posibilidad de la aparición de variantes genéticas adicionales o alteraciones medioambientales.

La marcada tendencia a que los TEA se produzcan con mayor frecuencia en los hombres que en las mujeres puede reflejar otra peculiaridad de la genética mitocondrial, apunta Wallace. Los varones tienen cuatro veces más probabilidades de sufrir ceguera por una enfermedad bien conocida del mtDNA, la neuropatía óptica hereditaria de Leber (LHON). El menor riesgo de ceguera en las mujeres puede surgir de los efectos del estrógeno en las mitocondrias que aumentan la actividad antioxidante beneficiosa.

Wallace señala que la conclusión de su equipo de que los sutiles cambios en la energía energética mitocondrial son importantes factores de riesgo en el TEA sugiere posibles enfoques alternativos para la terapia. "Existe un creciente interés en el desarrollo de tratamientos metabólicos para las enfermedades de mtDNA, como LHON. Si TEA tiene una etiología similar, entonces estos mismos enfoques terapéuticos pueden ser beneficiosos para el TEA", concluye.