Los investigadores de la Universidad Johns Hopkins y los Institutos Nacionales de la Salud ha identificado un compuesto que refuerza dramáticamente el aprendizaje y la memoria cuando se administra a ratones con una condición de síndrome de Down-como en el día de nacimiento. Tal y como informan en la edición del 04 de septiembre de la revista Science Translational Medicine , aparece el tratamiento de dosis única para que el cerebelo de los cerebros de los roedores para crecer a un tamaño normal.
Los científicos advierten que el uso del compuesto, una pequeña molécula conocida como sonic hedgehog vía agonista, no ha demostrado ser seguro para tratar en las personas con síndrome de Down, pero dicen que sus experimentos son prometedores para el desarrollo de fármacos similares.
“La mayoría de las personas con síndrome de Down tienen un cerebelo que es alrededor del 60 por ciento del tamaño normal”, dice Roger Reeves, Ph.D., profesor en el Instituto McKusick-Nathans de Medicina Genética en la Escuela Johns Hopkins School of Medicine.”Tratamos a los ratones el síndrome de Down, como con un compuesto que pensamos que podría normalizar el crecimiento del cerebelo, y funcionó muy bien. Lo que no esperábamos eran los efectos sobre el aprendizaje y la memoria, que son controlados generalmente por el hipocampo, el cerebelo no . “
Reeves ha dedicado su carrera a estudiar el síndrome de Down, una condición que se produce cuando las personas tienen tres, en lugar de los dos habituales, copias del cromosoma 21. Como resultado de esta “trisomía”, las personas con síndrome de Down tienen copias adicionales de los más de 300 genes alojados en ese cromosoma, lo que conduce a discapacidad intelectual, rasgos faciales característicos y, a veces los problemas del corazón y otros efectos sobre la salud. Puesto que la condición involucra tantos genes, tratamientos en desarrollo porque es un reto formidable, dice Reeves.
Para los experimentos actuales, Reeves y sus colegas utilizaron ratones que fueron genéticamente modificados para tener copias adicionales de aproximadamente la mitad de los genes que se encuentran en el cromosoma humano 21. Los ratones tienen muchas características similares a las de las personas con síndrome de Down, incluyendo relativamente pequeñas cerebelo y la dificultad para aprender y recordar cómo navegar a través de un espacio familiar. (En el caso de los ratones, este se puso a prueba mediante el seguimiento de la facilidad con que los animales encuentran una plataforma mientras que nada en un denominado laberinto de agua.) Basándose en experimentos anteriores sobre cómo el síndrome de Down afecta el desarrollo del cerebro, los investigadores trataron de sobrealimentación una cadena bioquímica de los acontecimientos conocidos como la vía hedgehog sonic que desencadena el crecimiento y el desarrollo. Usaron un compuesto – un sonic hedgehog vía agonista – que podría hacerlo.
El compuesto se inyectó en los ratones el síndrome de Down, como sólo una vez, el día del nacimiento, mientras que sus cerebelo se sigue desarrollando. ”Hemos sido capaces de normalizar completamente el crecimiento del cerebelo hasta la edad adulta con la sola inyección,” dice Reeves.
Sin embargo, el equipo de investigación fue más allá de la medición del cerebelo, en busca de cambios en el comportamiento, también. ”Hacer que los animales, sintetizando el compuesto y adivinar la dosis correcta era tan difícil y consume mucho tiempo que queríamos conseguir el máximo de datos del experimento como pudimos”, dice Reeves. El equipo probó los ratones tratados contra los ratones sin tratar el síndrome de Down-como ratones normales y en una variedad de maneras, y se encontró que los ratones tratados hicieron tan bien como las normales en la prueba del laberinto de agua.
Reeves dice que se necesita más investigación para saber exactamente por qué funciona el tratamiento, debido a que su examen de ciertas células en el hipocampo, conocida por estar involucrada en el aprendizaje y afectado por el síndrome de Down apareció sin cambios por el tratamiento con agonistas de hedgehog sonic. Una idea es que el tratamiento mejoró el aprendizaje mediante el fortalecimiento de la comunicación entre el cerebelo y el hipocampo, dice.
En cuanto a potencial de los compuestos para convertirse en un humano de los medicamentos, el problema, Reeves dice, es que la alteración de una cadena biológica importante de eventos como sonic hedgehog probablemente tendría muchos efectos no deseados en todo el cuerpo, como el aumento del riesgo de cáncer mediante la activación de crecimiento apropiado . Pero ahora que el equipo se ha visto el potencial de esta estrategia, se buscarán formas más específicas seguras de aprovechar el poder de sonic hedgehog en el cerebelo. Incluso si su equipo logra desarrollar un fármaco clínicamente útil, sin embargo, Reeves advierte que no constituiría una “cura” para el aprendizaje y los efectos relacionados con la memoria del síndrome de Down. ”El síndrome de Down es muy complejo, y nadie piensa que va a ser una bala de plata que normaliza la cognición”, dice. ”Se necesitan enfoques múltiples”.
Otros autores del artículo fueron H. Jung Shin del Instituto Nacional sobre el Abuso de Alcohol y Alcoholismo, y Ishita Das, Joo-Min Park, Jeon Soo Kyeong, Hernán Lorenzi, David J. Linden y Paul F. Worley, toda la Johns Escuela de Medicina de la Universidad de Hopkins. El estudio fue financiado por la Investigación y Tratamiento del Síndrome de Down Fundación de Investigación del Síndrome de Down, el Instituto Nacional de Salud Infantil y Desarrollo Humano (número de concesión R01 HD38384), los programas intramuros del Instituto Nacional sobre el Abuso de Alcohol y Alcoholismo, el Instituto Nacional de Salud Mental (número de concesión MH51106) y el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares (número de concesión R01 NS39156