Un enfoque dirigido a genes puede ayudar a prevenir o recuperar lesiones cerebrales neonatales

Los hallazgos de un nuevo estudio preclínico publicado en El Diario de la Neurociencia están ayudando a allanar el camino hacia una mejor comprensión, prevención y recuperación de las lesiones cerebrales neonatales. Durante el embarazo, el feto normalmente crece en condiciones de bajo nivel de oxígeno. Cuando los bebés nacen prematuros, hay un cambio abrupto a un ambiente con mucho oxígeno que puede ser más alto de lo que el bebé puede tolerar. Estos bebés prematuros a menudo necesitan apoyo para respirar porque sus pulmones están inmaduros. Si el oxígeno que reciben es demasiado alto, se pueden formar radicales libres de oxígeno y causar la muerte celular.

Los bebés prematuros tienen defensas antioxidantes subdesarrolladas que previenen o retrasan algunos tipos de daño celular en condiciones normales. En un ambiente con alto contenido de oxígeno, estas defensas subdesarrolladas no pueden proteger completamente contra el estrés oxidativo, dañando diferentes regiones del cerebro sin tratamientos disponibles o medidas preventivas.

Los expertos del Children’s National Hospital descubrieron que el estrés oxidativo sobreactiva una enzima del metabolismo de la glucosa, GSK3β, lo que altera el desarrollo de las interneuronas del hipocampo y perjudica el aprendizaje y la memoria, según el estudio preclínico. Los investigadores también inhibieron GSK3β en las interneuronas del hipocampo, revirtiendo estos déficits celulares y cognitivos.

«Estoy encantado de que hayamos identificado un defecto en una población celular específica en el hipocampo para el desarrollo de la memoria», dijo Vittorio Gallo, Ph.D., director académico interino y director interino del Children’s National Research Institute e investigador principal del Centro de Investigación de Discapacidades Intelectuales y del Desarrollo del Distrito de Columbia. «No pensé que seríamos capaces de hacerlo a un nivel refinado, identificando poblaciones de células sensibles al estrés oxidativo y su vía de señalización subyacente y mecanismo molecular».

El papel del estrés oxidativo en el hipocampo en desarrollo, así como la implicación de GSK3β en los trastornos del neurodesarrollo inducidos por el estrés oxidativo y los déficits cognitivos, han sido inexplorados hasta ahora. Goldstein et al. sugieren que el estudio allana el camino para el campo como un enfoque viable para maximizar la recuperación funcional después de una lesión cerebral neonatal.

Para comprender mejor los mecanismos subyacentes a la lesión cerebral neonatal, los investigadores imitaron la lesión cerebral induciendo altos niveles de oxígeno en un modelo preclínico durante un breve periodo de tiempo. Esta búsqueda condujo a desbloquear los fundamentos de los déficits cognitivos, incluida la fisiopatología y los mecanismos moleculares del daño oxidativo en el hipocampo en desarrollo.

Una vez que identificaron qué causaba el daño celular, los investigadores utilizaron un enfoque dirigido a genes para reducir los niveles de GSK3β en células que expresan POMC o interneuronas que expresan Gad2. Al regular los niveles de GSK3β en las interneuronas ⁠, pero no en las células que expresan POMC, la neurotransmisión inhibidora mejoró significativamente y se revirtieron los déficits de memoria debidos a los altos niveles de oxígeno.