Gene que guia os primeiros comportamentos sociais pode ser a chave para entender o autismo

Resumo: O gene TOP2a controla uma rede de genes que contribuem para o TEA. As drogas que suprimem o TOP2a durante o desenvolvimento podem ativar um conjunto de outros genes que interrompem o desenvolvimento do cérebro e aumentam os riscos de autismo. Alterações no gene TOP2a podem ser responsáveis ​​pelas dificuldades de comportamento social associadas ao TEA.

Fonte: Universidade de Utah

Pouco se sabe sobre como o comportamento social se desenvolve nos primeiros estágios da vida. Mas a maioria dos animais – incluindo os humanos – nascem com uma habilidade inata de interagir socialmente ou formar laços com os outros. E isso contribui para o sucesso ao longo da vida.

Agora, um novo estudo com animais aponta para um gene que é importante para o desenvolvimento inicial de comportamentos sociais básicos.

O trabalho também sugere que a exposição a certas drogas e fatores de risco ambientais durante o desenvolvimento embrionário pode causar alterações nesse gene, levando a alterações no comportamento social semelhantes às encontradas em indivíduos com autismo. Para sua surpresa, os pesquisadores também descobriram que poderiam reverter alguns dos efeitos usando uma droga experimental.

“Este estudo nos ajuda a entender no nível molecular por que a sociabilidade é interrompida durante os primeiros estágios da vida”, diz Randall T. Peterson, Ph.D., autor correspondente do estudo e reitor da Faculdade de Farmácia da Universidade de Utah. . “Também nos dá a oportunidade de explorar possíveis tratamentos que possam restaurar a sociabilidade nesses animais e, talvez com o tempo, também em humanos”.

Mais amplamente, suas descobertas sugerem que o gene – TOP2a – controla uma grande rede de genes que são conhecidos por aumentar o risco de autismo. Também pode servir como um elo entre fatores genéticos e ambientais que contribuem para o início do distúrbio, acrescenta Peterson.

O estudo, conduzido por pesquisadores e colegas da University of Utah Health em todo o país, aparece na edição de 23 de novembro da Avanços da Ciência.

Animais anti-sociais

Os cientistas suspeitam que muitos traços sociais são determinados antes do nascimento. Mas os mecanismos precisos envolvidos nesse processo permanecem obscuros. Uma área promissora de pesquisa sugere que o comportamento social e outras características e traços são influenciados não apenas por nossa composição genética, mas também como e onde vivemos.

Para testar esse modelo, os cientistas avaliaram se as exposições ambientais durante o desenvolvimento embrionário poderiam influenciar o comportamento social. Peterson e seus colegas expuseram embriões de peixe-zebra a mais de 1.100 drogas conhecidas – uma droga para cada 20 embriões – por 72 horas, começando três dias após a concepção.

Os pesquisadores determinaram que quatro das 1.120 drogas testadas reduziram significativamente a sociabilidade entre os peixes-zebra. Peixes expostos a essas drogas eram menos propensos a interagir com outros peixes. Descobriu-se que os quatro medicamentos pertenciam à mesma classe de antibióticos, chamados fluoroquinolonas. Esses medicamentos são usados ​​para tratar infecções do trato respiratório superior e inferior em pessoas.

Quando os cientistas administraram uma droga relacionada a camundongos grávidas, os filhotes se comportaram de maneira diferente quando se tornaram adultos. Embora parecessem normais, eles se comunicavam menos com outros camundongos e se envolviam em atos mais repetitivos – como enfiar repetidamente a cabeça no mesmo buraco – do que outros roedores.

Uma base para a sociabilidade

Indo mais fundo, os pesquisadores descobriram que as drogas suprimiam um gene chamado TOP2a, que, por sua vez, atuava em um grupo de genes que sabidamente estão envolvidos no autismo em humanos.

Eles também descobriram que o grupo de genes associados ao autismo compartilhava outra coisa em comum – uma tendência maior do que o normal de se ligar a um grupo de proteínas chamado PRC2. Os pesquisadores levantaram a hipótese de que o Top2a e o PRC2 trabalham juntos para controlar a produção de muitos genes associados ao autismo.

Para determinar se os comportamentos anti-sociais poderiam ser revertidos, a equipe de pesquisa deu ao peixe-zebra embrionário e jovem uma droga experimental chamada UNC1999, que é conhecida por inibir o PRC2. Após o tratamento com a droga, os peixes expostos às fluoroquinolonas eram mais propensos a nadar mais perto de outros peixes, demonstrando que a droga ajudou a restaurar a sociabilidade. Eles observaram resultados semelhantes com outras drogas conhecidas por inibir o mesmo gene-chave, TOP2a.

“Isso realmente me surpreendeu porque eu pensei que interromper o desenvolvimento do cérebro quando você é um embrião seria irreversível”, diz Peterson. “Se você não desenvolver a sociabilidade como um embrião, você perdeu a janela. Mas este estudo sugere que mesmo nesses indivíduos mais tarde na vida, você ainda pode entrar e inibir esse caminho e restaurar a sociabilidade”.

Agora, um novo estudo com animais aponta para um gene que é importante para o desenvolvimento inicial de comportamentos sociais básicos. A imagem é de domínio público

No futuro, os pesquisadores planejam explorar como e por que essa droga teve esse efeito.

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Embora os cientistas tenham encontrado apenas quatro compostos que são inibidores do Top2a, as evidências sugerem que centenas de outras drogas e compostos que ocorrem naturalmente em nosso ambiente podem inibir sua atividade.

“É possível que esses quatro compostos sejam apenas a ponta do iceberg em termos de substâncias que podem ser problemáticas para a exposição embrionária”, diz Peterson.

No entanto, Peterson observa que este estudo foi conduzido em animais e mais pesquisas precisam ser feitas antes que qualquer um de seus resultados possa ser confirmado em humanos. Portanto, ele adverte contra tirar conclusões sobre aplicações do mundo real.

“Não temos evidências de que fluroquinolonas ou qualquer outro antibiótico cause autismo em humanos”, diz Peterson. “Portanto, não há razão para parar de usar antibióticos. O que este artigo identifica é um novo caminho molecular que parece controlar o desenvolvimento social e merece uma maior exploração”.

Além do Dr. Peterson, os cientistas da U of U Health Yijie Geng, Tejia Zhang, Ivy G. Alonzo, Sean C. Godar, Christopher Yates, Brock Plummer e Marco Bortolato contribuíram para este estudo. Outras instituições participantes incluem a Universidade de Chicago; Centro Médico Beth Israel Deaconess em Boston; Hospital Geral de Massachusetts e Escola de Medicina de Harvard; o Broad Institute, Cambridge, Massachusetts; e Laboratório Biológico MDI, Bar Harbor, Maine.

O estudo, “O Top2a promove o desenvolvimento do comportamento social via PRC2 e H3K27me3,” aparece na edição de 23 de novembro de 2022 da Avanços da Ciência.

Financiamento: Esta pesquisa foi apoiada pela LS Skaggs Presidential Endowed Chair e pelo National Institute of Environmental Health Sciences nos National Institutes of Health.

Sobre esta genética e notícias de pesquisa de TEA

Autor: Doug Dollemore
Fonte: Universidade de Utah
Contato: Doug Dollemore – Universidade de Utah
Imagem: A imagem é de domínio público

Pesquisa original: As descobertas aparecerão em Avanços da ciência

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