08.08.2022 - Duke University

La contaminación atmosférica y el estrés alteran el desarrollo del cerebro y el comportamiento social de los ratones macho

El smog y el estrés durante el embarazo alteran las conexiones cerebrales de los ratones macho en desarrollo, pero no de las hembras, lo que provoca un comportamiento social similar al del autismo

La oceanógrafa naval Carina Block tenía la corazonada de que los gases de escape de los aviones a los que ella y sus compañeras estaban expuestas regularmente, combinados con el inevitable estrés laboral, estaban provocando resultados adversos en la salud de sus hijos. Un nuevo estudio realizado en ratones corrobora la sospecha de Block, al descubrir que la contaminación atmosférica y la inseguridad de la vivienda durante el embarazo provocan un comportamiento social similar al autismo y un cerebro diferente en las crías macho, pero no en las hembras. El sistema inmunitario parece ser el culpable.

"Estaba embarazada, estresada y trabajaba cerca de los aviones", recuerda Block. "Pasaba por delante de los gases de los aviones todos los días. Y mi hija acabó desarrollando un trastorno del neurodesarrollo, la hidrocefalia".

La hija de Block está ahora prosperando, al igual que Block, que ahora es la Dra. Block tras obtener su doctorado en la Universidad de Duke en los laboratorios de la profesora de psicología y neurociencia Staci Bilbo, PhD, y del profesor de biología celular Cagla Eroglu, PhD. Sin embargo, la nueva publicación de Block en la edición del2 de agosto de Cell Reports aporta pruebas convincentes de que si hubiera gestado un hijo, éste podría haber nacido con autismo.

La contaminación atmosférica, como los gases de escape emitidos por los motores diésel de los camiones, está relacionada con el aumento de las tasas de trastornos del neurodesarrollo, como la esquizofrenia y el autismo. Aunque el 99% de la población mundial vive en ciudades con aire insalubre, sólo uno de cada 44 niños es diagnosticado de autismo (y cuatro veces más niños que niñas).

¿Por qué entonces no todo el mundo desarrolla autismo?

"Los tóxicos ambientales son peores para unas personas que para otras y siempre son las poblaciones más vulnerables las que se ven afectadas", afirma Bilbo. En el caso del autismo y la contaminación atmosférica, Bilbo cree que el eslabón perdido es el estrés materno derivado de la pobreza y la inseguridad de la vivienda.

"No es que las personas ricas no estén estresadas", dijo Bilbo. "Pero es diferente cuando tienes que preocuparte por dónde vas a vivir y si estás seguro en tu casa".

Aunque hay datos convincentes en humanos que apoyan la afirmación de Bilbo, es imposible (y poco ético) probar directamente estas ideas en mujeres embarazadas para descubrir el mecanismo biológico por el que la contaminación atmosférica y el estrés pueden conspirar para recablear el cerebro de los niños en desarrollo.

Para colmar esta laguna, Block y su equipo expusieron a ratones embarazados a las malas condiciones de vivienda y calidad del aire que muchas personas soportan a diario y observaron cómo les iba a sus crías.

Como representación de la contaminación atmosférica, se expuso a las madres de ratones a partículas de escape de diésel, el contaminante invisible pero pernicioso que arrojan habitualmente los semicamiones y la maquinaria de construcción. Hacia el final de su embarazo, las madres de ratones se enfrentaron a otro factor de estrés: la insuficiencia de vivienda. A las ratonas embarazadas se les asignaron menos materiales de construcción de los habituales para construir sus nidos para las crías.

A pesar de todo esto, las madres estresadas seguían siendo padres estelares: amamantaban y acicalaban a sus crías tanto como las que no sufrían los estresores prenatales. Pero mientras sus hijas crecían como se esperaba, sus hijos malinterpretaban las señales sociales a lo largo de su vida. En la adolescencia, los machos nacidos de madres expuestas al estrés y al smog preferían pasar el rato con un patito de goma amarillo que con un ratón cercano (los ratones suelen preferir la compañía de uno de los suyos a la de un juguete de baño).

A continuación, Block y su equipo hicieron lo que haría cualquier neurocientífico con carné de identidad: examinaron si los cerebros se habían recableado a una edad temprana, lo que conducía a que los adolescentes varones fueran más tímidos. En concreto, el equipo de investigación se preguntaba si los cerebros masculinos no habían recibido el refinamiento necesario en las primeras etapas del desarrollo.

Al principio de la vida, todos los animales nacen con un exceso de conexiones de células cerebrales, llamadas sinapsis, que deben reducirse a medida que crecemos. Las sinapsis que conducen a tareas exitosas, como coger un vaso, se mantienen y refuerzan, mientras que las conexiones que conducen a intentos fallidos se eliminan.

Las madres estresadas que habían inhalado humos de gasóleo dieron lugar a varones que, cuando eran niños pequeños, perdieron su sinapsis programada en el córtex cingulado anterior (ACC), una región del cerebro importante para percibir y producir señales sociales. La sobreabundancia de sinapsis de los varones en esta región parecía explicar sus tímidas tendencias sociales en la adolescencia, pero dejaba abierta la cuestión de cómo un doble golpe de smog y estrés durante la gestación detiene la típica escultura cerebral.

Para llegar a esa pregunta, Block y su equipo se fijaron en el sistema inmunitario, concretamente en las células inmunitarias del cerebro llamadas microglía.

Además de vigilar las bacterias y los virus, la microglía también está atenta a las sinapsis débiles o muertas, que engulle fácilmente para ayudar a ordenar el cerebro. Block pensó que si había más sinapsis de lo normal, quizá no hubiera tanta microglía en los cerebros de los varones afectados.

Para su sorpresa, Block descubrió que los adolescentes varones de madres estresadas tenían tanta microglía en el CAC como sus compañeros de madres no estresadas. Sin embargo, el smog y el estrés de la vivienda hacen que la microglía tenga menos cantidad de la proteína que estimula su apetito por las sinapsis, lo que probablemente explica el sobrecrecimiento observado.

En la edad adulta, todo se invirtió. Los varones de madres expuestas al smog y al estrés tenían ahora menos sinapsis en su ACC y eran más gregarios que sus compañeros no expuestos. Esta tendencia atípica a ser más extrovertidos que reservados reflejaba el comportamiento y la actividad cerebral de los ratones con genes vinculados al autismo descritos recientemente por el colaborador y coautor de Block, el profesor de neurobiología y psiquiatra de Duke Kafui Dzirasa, MD, PhD.

A menudo se asume erróneamente que las personas con autismo son menos sociables, pero Block comparte que "si has conocido a una persona con autismo, entonces has conocido a una persona con autismo".

Dzirasa añade que muchos de sus pacientes con autismo no superarían las pruebas de laboratorio estándar utilizadas para diagnosticar ratones, que esencialmente encasillan a los roedores como autistas si tienen menos inclinación a socializar. En cambio, Dzirasa y Block afirman que en el caso de las personas con autismo, se trata más de una incomprensión de las señales y convenciones sociales que de ser intrínsecamente introvertido.

Block y Bilbo sugieren que este trabajo proporciona un mecanismo claro en ratones que podría explicar por qué los altos niveles de contaminación atmosférica aumentan la probabilidad de que un niño desarrolle autismo sólo si nace en un barrio pobre. También podría dar lugar a fármacos que ayuden a evitar que la microglía sea manipulada por factores de estrés ambiental, ya que los gases de escape del diésel y el estrés de la vivienda desencadenan una respuesta inmunitaria similar cuando las mujeres embarazadas contraen la gripe.

Por el momento, Bilbo y su equipo esperan que estas pruebas inequívocas sobre el impacto del estrés y la contaminación atmosférica durante el embarazo empujen a los responsables políticos a promover leyes que apoyen iniciativas de aire limpio y servicios sociales, como la mejora y ampliación de las viviendas públicas.

"No se pueden ignorar los hallazgos mecanicistas de este estudio", dijo Bilbo. "Esto está ocurriendo, y esto es cómo".

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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