Desarrollo de un sistema de detección de drogas para los trastornos del espectro autista utilizando neuronas humanas

El autismo y los trastornos del espectro autista (TEA) son enfermedades complejas del desarrollo neurológico que afectan a 1 de cada 150 niños en los Estados Unidos. Estas enfermedades se caracterizan principalmente por déficits en la comunicación verbal, interacción social deteriorada e intereses y comportamientos limitados y repetitivos. Debido a que el autismo es un espectro complejo de trastornos, es probable que una combinación diferente de mutaciones genéticas desempeñe un papel en cada individuo. Uno de los principales impedimentos para la investigación del TEA es la falta de modelos relevantes de enfermedades humanas. Los modelos animales con TEA son limitados y no pueden reproducir el importante deterioro del lenguaje y el comportamiento social de los pacientes con TEA. Además, los modelos de ratón no representan la enorme variación genética humana. La reprogramación de células somáticas a un estado pluripotente (células madre pluripotentes inducidas, iPSC) se ha logrado utilizando células humanas. Las células pluripotentes isogénicas son atractivas desde el punto de vista prospectivo para comprender enfermedades complejas, como el TEA. Nuestros datos preliminares proporcionan evidencia de una ventana de desarrollo inexplorada en el TEA en la que se podrían emplear con éxito terapias potenciales. El modelo recapitula las primeras etapas del TEA y representa una herramienta celular prometedora para la detección de fármacos, el diagnóstico y el tratamiento personalizado. Al probar si los fármacos tienen efectos diferenciales en neuronas derivadas de iPSC de diferentes orígenes de TEA, podemos comenzar a desentrañar cómo la variación genética en el TEA dicta las respuestas a diferentes fármacos o la modulación de diferentes vías. Si lo logramos, podremos encontrar nuevos mecanismos moleculares en el TEA y nuevos compuestos que puedan interferir y rescatar estas vías. El impacto de este enfoque es significativo, ya que ayudará a diseñar mejor y anticipar resultados para la medicina traslacional. Además, la recopilación y caracterización molecular/celular de estas iPSC será una herramienta extremadamente valiosa para comprender el mecanismo fundamental detrás del TEA. La propuesta actual utiliza células somáticas humanas convertidas en neuronas derivadas de iPSC. Los experimentos propuestos llevan nuestros análisis a modelos de células humanas reales por primera vez. Anticipamos obtener información sobre los mecanismos moleculares causales del TEA y descubrir biomarcadores potenciales y objetivos terapéuticos específicos para el TEA.