Poco se sabe acerca de cómo se desarrolla el comportamiento social en las primeras etapas de la vida. Pero la mayoría de los animales, incluidos los humanos, nacen con una capacidad innata para interactuar socialmente o formar vínculos con los demás. Y eso contribuye al éxito a lo largo de la vida.

Ahora, un nuevo estudio en animales apunta a un gen que es importante para el desarrollo temprano de comportamientos sociales básicos.

El trabajo también sugiere que la exposición a ciertos fármacos y factores de riesgo ambientales durante el desarrollo embrionario puede provocar cambios en este gen, lo que lleva a alteraciones en el comportamiento social similares a las que se encuentran en las personas con autismo. Para su sorpresa, los investigadores también descubrieron que podían revertir algunos de los efectos usando un fármaco experimental.

«Este estudio nos ayuda a comprender a nivel molecular por qué la sociabilidad se interrumpe durante las etapas más tempranas de la vida», dice Randall T. Peterson, Ph.D. el autor correspondiente del estudio y decano de la Facultad de Farmacia de la Universidad de Utah.. «También nos brinda la oportunidad de explorar tratamientos potenciales que podrían restaurar la sociabilidad en estos animales y, quizás con el tiempo, eventualmente también en los humanos».

En términos más generales, sus hallazgos sugieren que el gen, TOP2a, controla una gran red de genes que se sabe que aumentan el riesgo de autismo. También puede servir como vínculo entre los factores genéticos y ambientales que contribuyen a la aparición del trastorno, agrega Peterson.

El estudio, realizado por investigadores de la Universidad de Utah Health y colegas de todo el país, aparece en la edición del 23 de noviembre de Science Advances.

animales antisociales

Los científicos sospechan que muchos rasgos sociales se determinan antes del nacimiento. Pero los mecanismos precisos involucrados en este proceso siguen siendo confusos. Un área de investigación prometedora sugiere que el comportamiento social y otras características y rasgos están influenciados no solo por nuestra composición genética sino también por cómo y dónde vivimos.

Para probar este modelo, los científicos evaluaron si las exposiciones ambientales durante el desarrollo embrionario podrían influir en el comportamiento social. Peterson y sus colegas expusieron embriones de pez cebra a más de 1100 fármacos conocidos (un fármaco por cada 20 embriones) durante 72 horas a partir de los tres días posteriores a la concepción.

Los investigadores determinaron que cuatro de los 1120 medicamentos probados redujeron significativamente la sociabilidad entre los peces cebra. Los peces expuestos a estos medicamentos tenían menos probabilidades de interactuar con otros peces. Resultó que los cuatro medicamentos pertenecían a la misma clase de antibióticos, llamados fluoroquinolonas. Estos medicamentos se usan para tratar las infecciones de las vías respiratorias superiores e inferiores en las personas.

Cuando los científicos administraron un fármaco relacionado a ratones preñados, las crías se comportaron de manera diferente cuando se convirtieron en adultos. Aunque parecían normales, se comunicaban menos con otros ratones y participaban en actos más repetitivos, como meter repetidamente la cabeza en el mismo agujero, que otros roedores.

Una base para la sociabilidad

Profundizando más, los investigadores encontraron que los medicamentos suprimieron un gen llamado TOP2a, que, a su vez, actuó sobre un grupo de genes que se sabe que están involucrados en el autismo en humanos.

También encontraron que el grupo de genes asociados con el autismo compartía otra cosa en común : una tendencia más alta de lo habitual a unirse a un grupo de proteínas llamado PRC2. Los investigadores plantearon la hipótesis de que Top2a y PRC2 trabajan juntos para controlar la producción de muchos genes asociados con el autismo.

Para determinar si los comportamientos antisociales podrían revertirse, el equipo de investigación le dio al pez cebra embrionario y joven un fármaco experimental llamado UNC1999, que se sabe que inhibe el PRC2. Después del tratamiento con la droga, los peces expuestos a las fluoroquinolonas tenían más probabilidades de nadar más cerca de otros peces, lo que demuestra que la droga ayudó a restaurar la sociabilidad. Vieron resultados similares con otros medicamentos conocidos por inhibir el mismo gen clave, TOP2a.

«Eso realmente me sorprendió porque habría pensado que interrumpir el desarrollo del cerebro cuando eres un embrión sería irreversible», dice Peterson. «Si no desarrollas la sociabilidad como un embrión, te has perdido la ventana. Pero este estudio sugiere que incluso en esos individuos más adelante en la vida, aún puedes entrar e inhibir este camino y restaurar la sociabilidad».

En el futuro, los investigadores planean explorar cómo y por qué este medicamento tuvo este efecto.

Aunque los científicos solo encontraron cuatro compuestos que son inhibidores de Top2a, la evidencia sugiere que cientos de otras drogas y compuestos naturales en nuestro entorno pueden inhibir su actividad.

«Es posible que estos cuatro compuestos sean solo la punta del iceberg en términos de sustancias que podrían ser problemáticas para la exposición embrionaria», dice Peterson.

Sin embargo, Peterson señala que este estudio se realizó en animales y que se necesita más investigación antes de que cualquiera de sus resultados pueda confirmarse en humanos. Por lo tanto, advierte contra sacar conclusiones sobre las aplicaciones del mundo real.

«No tenemos evidencia de que las fluoroquinolonas o cualquier otro antibiótico cause autismo en humanos», dice Peterson. «Por lo tanto, no hay razón para dejar de usar antibióticos. Lo que este artículo identifica es una nueva vía molecular que parece controlar el desarrollo social y merece una mayor exploración».

Además del Dr. Peterson, los científicos de U of U Health Yijie Geng, Tejia Zhang, Ivy G. Alonzo, Sean C. Godar, Christopher Yates, Brock Plummer y Marco Bortolato contribuyeron a este estudio. Otras instituciones participantes incluyen la Universidad de Chicago; el Centro Médico Beth Israel Deaconess en Boston; el Hospital General de Massachusetts y la Facultad de Medicina de Harvard; el Instituto Broad, Cambridge, Massachusetts; y Laboratorio Biológico MDI, Bar Harbor, Maine.

El estudio, «Top2a promueve el desarrollo del comportamiento social a través de PRC2 y H3K27me3», aparece en la edición del 23 de noviembre de 2022 de Science Advances. Esta investigación fue apoyada por la Cátedra Presidencial LS Skaggs y el Instituto Nacional de Ciencias de Salud Ambiental de los Institutos Nacionales de Salud.