Una investigación canadiense ha llevado a cabo el primer estudio en profundidad de los vasos en el cerebro autista y ha encontrado defectos en el revestimiento de los vasos sanguíneos.

Producto de cuatro años de trabajo, un artículo publicado en la revista ‘Nature Neuroscience’ presenta varias líneas de evidencia novedosa que implican fuertemente defectos en las células endoteliales, el revestimiento de los vasos sanguíneos, en personas con autismo.

El doctor Baptiste Lacoste, científico del Hospital de Ottawa y profesor asistente en la Facultad de Medicina e Instituto de Investigación del Cerebro y la Mente de la Universidad de Ottawa, dirige un laboratorio especializado en interacciones neurovasculares en la salud y la enfermedad.

En colaboración con investigadores de la Universidad McGill, la Universidad Laval y el Consejo Nacional de Investigación de Canadá, el equipo del doctor Lacoste utilizó un modelo experimental con una de las mutaciones genéticas más comunes que se encuentran en el trastorno del espectro autista: deleción 16p11.2 o 16p para abreviar.

El equipo, en el que la estudiante graduada del doctor Lacoste Julie Ouellette, y el investigador asociado doctor Xavier Toussay desempeñaron roles destacados, también utilizaron células derivadas del tejido de adultos autistas humanos que portan la mutación 16p.

“Es como tener un automóvil de lujo, un Ferrari, que está muy bien y muy bonito aparcado en el garaje pero si no se le llena el depósito de gasolina nunca se pondrá en marcha –explica Lacoste–. Es exactamente lo mismo con el cerebro. Es el órgano más complejo, pero si no tienes suministro de sangre, el cerebro simplemente no funciona correctamente”.

Acoplamiento neurovascular

Normalmente, cuando las células cerebrales se activan, la sangre corre hacia la región activa del cerebro, un fenómeno llamado ‘acoplamiento neurovascular’. Pero cuando se estimulan las neuronas de modelos experimentales con la deleción 16p, este estudio encontró que las respuestas vasculares en esas regiones del cerebro se retrasaron y se debilitaron.

Se demostró que esta desconexión, o ‘desacoplamiento neurovascular’, se originó en los propios vasos sanguíneos: las arterias aisladas de estos individuos y mantenidas vivas en un medio también mostraron una respuesta débil y lenta a los productos químicos que inducen la dilatación de los vasos sanguíneos.

El equipo aisló aún más la fuente del déficit en el endotelio, en oposición a los otros tipos de células, como las células musculares, que rodean los vasos sanguíneos.

Mutación 16p

El trabajo del doctor Lacoste muestra además que los problemas con los vasos sanguíneos comienzan muy temprano en la vida de quienes portan la deleción 16p. En una placa de Petri, tanto las células endoteliales derivadas de humanos como de ratón con la mutación no pudieron germinar las extensiones que normalmente conectan los vasos sanguíneos entre sí, permitiendo que la red vascular se expanda y crezca. Las células endoteliales en los cerebros de ratones autistas recién nacidos tenían el mismo problema.

En la adolescencia, los ratones todavía mostraban una densidad vascular reducida en sus cerebros. Curiosamente, en contraste con los problemas en el sistema circulatorio, los investigadores encontraron que las neuronas de los cerebros de estos ratones jóvenes parecían estar sorprendentemente bien organizadas.

A medida que los individuos crecieron, otras células del cerebro compensaron sus células endoteliales disfuncionales, de modo que en la edad adulta habían desarrollado una red completa de vasos sanguíneos. Sin embargo, como demostraron los experimentos anteriores de los investigadores, estos vasos sanguíneos permanecieron disfuncionales en ratones adultos.

“Es un poco como si un fontanero hace un mal trabajo instalando las tuberías –ejemplifica–. A partir de ese momento, tendrá problemas para obtener la presión de agua adecuada en su fregadero”.

Cuando una persona porta una mutación 16p, esa diferencia genética se replica en cada célula de su cuerpo. Esto hace que sea más difícil precisar la causa de las diferencias de desarrollo sistémico. Para abordar esta dificultad, el equipo del doctor Lacoste generó modelos experimentales que solo expresaban la mutación en sus células endoteliales, los llamados “mutantes condicionales”. Estos ratones mostraron déficits similares en su desarrollo vascular como mutantes de todo el cuerpo.

Aunque todas las demás células de su cerebro y cuerpo eran genéticamente normales, estos mutantes condicionales mostraron algunos signos de comportamiento del autismo: hiperactividad, movimientos estereotípicos y problemas de aprendizaje motor. Esto indicó que los problemas en los vasos sanguíneos contribuyeron a la disfunción neuronal, que a su vez condujo a los signos y síntomas externos del autismo.

Los investigadores utilizaron un número igual de ratones machos y hembras y encontraron efectos más pronunciados en ratones machos, lo que sugiere que las hembras pueden tener otras herramientas, como el estrógeno, que compensan o enmascaran los déficits. Sugieren esto como una vía de investigación, así como el papel de los vasos sanguíneos en una gama más amplia de trastornos del desarrollo neurológico, lo que podría conducir a diagnósticos y terapias novedosos.