El trastorno del espectro autista (TEA) es el desorden de neurodesarrollo más común en constante aumento de prevalencia. A partir de un modelo biológico sencillo como el nematodo Caenorhabditis elegans se puede obtener información de una patología compleja como el TEA. En este estudio, se procedió a seleccionar potenciales mutantes de C. elegans como posibles modelos de TEA. La búsqueda se focalizó en mutantes con fenotipos de deficiencia motriz. Aquellos seleccionados se utilizaron para un examen exhaustivo de fármacos de más de 3900 compuestos, incluyendo diversas moléculas naturales y moléculas aprobadas por la FDA. Las moléculas fueron analizadas por su capacidad de suprimir los defectos de motilidad que presentaban los mutantes de gusanos asociados con TEA.
Materiales Y Métodos
Para el descubrimiento de nuevos modelos potenciales de TEA en C.elegans, se realizó una selección de fenotipos con deficiencia motriz. Para ello se utilizó un sistema de detección de actividad locomotora comercial (Wmicrotracker) y se realizaron mediciones en placas de 96 pocillos. Aproximadamente se colocaron 30 gusanos en solución M9 por pocillo y se evaluó su actividad natatoria al menos durante 6 horas por triplicado.
Una vez identificados los potenciales modelos para TEA, se realizó el testeo de compuestos para evaluar reversión del fenotipo defectuoso. Los gusanos se colocaron en placas de microtitulación en solución M9 con E.coli OP50 y se expusieron a los fármacos con una concentración de 20 μM de DMSO. La actividad se registró por al menos 4 horas. Las mediciones se realizaron por triplicado y el valor de actividad promedio se comparó frente a un control sin tratar. Si los valores para un determinado fármaco eran más altos que los controles respectivos, se procedía a realizar una segunda prueba para validar el aumento de actividad natatoria asociada al compuesto específico. Los candidatos que aumentaban significativamente la señal de movimiento eran considerados positivos.
Resultados
Se identificaron 27 genes implicados en TEA que se evaluaron como modelo de autismo en 37 cepas mutantes de C.elegans. A partir del estudio de estos genes, se observó que 12 mutaciones genéticas en 16 cepas mutantes causaban una alteración significativa en la actividad natatoria: nrx-1 (ok1649), mbk-1 (ok402), nmr- 2 (ok3324), fmi-1 (hd121), nlg-1 (ok259), chd-7 (gk290), egl-19 (n582), dys-1 (eg33), unc-2 (ra612), unc-2 (e55), unc-2 (gk366), fmi-1 (rh308), mca-3 (ar492), unc-6 (e78), mca-3 (ar493) y unc-44 (e362). Se seleccionaron los mejores 4 representantes de actividad locomotora defectuosa (Figura 2) para los ensayos de fármacos: unc-44 (e362), egl-19 (n582), nmr-2 (ok3324) y unc-2 (ra612).
A partir de las mejores 4 cepas mutantes, modelo de autismo, se logró obtener una lista de compuestos de acción positiva que corrigieron el fenotipo alterado de actividad natatoria de cada cepa. Se encontró que 49, 56, 62 y 28 compuestos tienen efectos beneficiosos sobre unc-44 (e362), egl-19 (n582), nmr-2 (ok3324) y unc-2 (ra612), respectivamente.
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Exp Neurol. 2017 Jul;293:101-114. doi: 10.1016/j.expneurol.2017.03.022. Epub 2017 Apr 1.
Schmeisser K, Fardghassemi Y, Parker JA.