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# Biología# Neurociencia

Nuevas perspectivas sobre los trastornos del espectro esquizofrénico

La investigación revela conexiones entre la función cerebral y la actividad genética en la psicosis.

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Los trastornos del espectro esquizofrénico son condiciones de salud mental serias que afectan cómo una persona piensa, siente y se comporta. Las personas con estos trastornos pueden experimentar delirios, alucinaciones u otros síntomas que pueden ser muy angustiosos y disruptivos en sus vidas. Los tratamientos actuales se enfocan principalmente en manejar los síntomas, pero a menudo vienen con efectos secundarios y no abordan completamente los problemas subyacentes. Esto deja un vacío en el cuidado efectivo para quienes lo necesitan.

La Necesidad de Mejores Tratamientos

Dadas las limitaciones de los tratamientos existentes, hay una gran demanda de nuevos enfoques para tratar la psicosis. Entender cómo funciona el cerebro en relación con estos trastornos es crucial para desarrollar mejores tratamientos. La resonancia magnética funcional (fMRI) es una técnica que ayuda a los investigadores a ver cómo está trabajando el cerebro al medir el flujo sanguíneo. Usando este método, los científicos pueden aprender más sobre lo que sucede en los cerebros de las personas con estos trastornos.

¿Qué es la Resonancia Magnética Funcional (fMRI)?

La fMRI es un método no invasivo que muestra la actividad cerebral al detectar cambios en el flujo sanguíneo. Cuando una parte del cerebro está activa, necesita más sangre para apoyar sus funciones. Los investigadores pueden usar fMRI para medir este flujo sanguíneo y correlacionarlo con diversas actividades cerebrales. Un tipo específico de investigación con fMRI que ha ganado popularidad se llama etiquetado de giro arterial (ASL), que mide directamente la cantidad de flujo sanguíneo en diferentes regiones del cerebro.

Cómo se Relaciona el Flujo Sanguíneo con la Salud Cerebral

Cuando los científicos miden el flujo sanguíneo cerebral regional (rCBF), pueden tener una idea de cuán activas están ciertas partes del cerebro. Al estudiar el rCBF en individuos con trastornos del espectro esquizofrénico, los investigadores han encontrado patrones distintos. A menudo ven una mayor actividad en algunas partes del cerebro mientras que otras muestran menos actividad. Estos hallazgos sugieren que podría haber problemas con cómo se procesa la información en el cerebro, lo que lleva a los síntomas de la psicosis.

Señales Tempranas en Individuos en Riesgo

Curiosamente, los investigadores han encontrado que las personas con alto riesgo de desarrollar psicosis también muestran patrones similares de actividad cerebral. Por ejemplo, un aumento del rCBF en el hipocampo podría indicar un peor resultado para los individuos en riesgo. Algunos estudios muestran que si estas personas mejoran con el tiempo, sus patrones de flujo sanguíneo pueden normalizarse, lo que sugiere que la detección temprana podría ser crucial para manejar su salud.

Vinculando la Actividad Cerebral con la Biología de los Trastornos del Espectro Esquizofrénico

A pesar de que los investigadores ven patrones entre la actividad cerebral y la psicosis, todavía hay mucho que aprender sobre por qué ocurren estos cambios a nivel celular. Iniciativas recientes están tratando de conectar información sobre la actividad cerebral con datos sobre genes y tipos de células para encontrar nuevas estrategias de tratamiento. Por ejemplo, el Atlas Cerebral Humano de Allen es un recurso que proporciona información extensa sobre la expresión genética en el cerebro humano, incluyendo cuántos genes están activos en diferentes regiones cerebrales.

Cómo Interactúa la Actividad Genética con el Flujo Sanguíneo

Al comparar patrones de expresión genética y rCBF, los investigadores pueden identificar conexiones entre genes específicos y la función cerebral. Algunos estudios han mostrado que cambios en la estructura del cerebro en personas con trastornos del espectro esquizofrénico están asociados con genes involucrados en la transmisión de señales y el desarrollo cerebral. Además, nuevas herramientas permiten una mejor comprensión de cómo diferentes sistemas neuroquímicos, como los receptores que se unen a Neurotransmisores, se relacionan con los cambios en el rCBF.

El Papel de los Neurotransmisores

Los neurotransmisores son mensajeros químicos que transmiten señales en el cerebro. Al examinar cómo cambian los patrones de rCBF en relación con varios sistemas de neurotransmisores, los investigadores pueden identificar posibles objetivos para nuevos tratamientos. Por ejemplo, observar los receptores de dopamina puede proporcionar información sobre cómo su actividad afecta el flujo sanguíneo y, a su vez, los síntomas de los trastornos del espectro esquizofrénico.

Diseño de Investigación y Métodos

En esta investigación, los científicos recopilaron datos de varios estudios para comparar el flujo sanguíneo en individuos con trastornos del espectro esquizofrénico y aquellos con alto riesgo de psicosis contra individuos sanos. Analizaron datos de rCBF de varios grupos y utilizaron métodos estadísticos complejos para encontrar correlaciones con patrones de expresión genética. Este enfoque multifacético permitió a los investigadores obtener una comprensión más completa de la función cerebral en relación con la psicosis.

Hallazgos sobre rCBF y Expresión Genética

Los investigadores encontraron que los cambios en el rCBF tanto para individuos con trastornos del espectro esquizofrénico como en aquellos en alto riesgo correlacionaban con genes específicos relacionados con varios tipos de células en el cerebro. Por ejemplo, los genes expresados en Astrocitos y oligodendrocitos mostraron asociaciones con patrones de rCBF, lo que indica que estas células podrían jugar un rol significativo en las condiciones relacionadas con la psicosis. Esto sugiere que estudiar estos tipos celulares podría revelar información importante sobre los mecanismos biológicos subyacentes.

Importancia de Tipos Celulares Específicos

Diferentes tipos de células cerebrales tienen funciones únicas que podrían influir en la salud general del cerebro. Los astrocitos, por ejemplo, son cruciales para mantener la función cerebral y pueden impactar el flujo sanguíneo. Los oligodendrocitos ayudan a soportar y aislar las células nerviosas. La investigación mostró que las alteraciones en el rCBF estaban fuertemente vinculadas a genes expresados en estos tipos celulares, insinuando su importancia en el desarrollo de los trastornos del espectro esquizofrénico.

Vías Implicadas en los Trastornos del Espectro Esquizofrénico

El análisis también destacó varias vías biológicas que se ven afectadas en los trastornos del espectro esquizofrénico. Los investigadores encontraron que los marcadores genéticos involucrados en respuestas inflamatorias y transmisión de señales estaban notablemente presentes en individuos con rCBF alterado. Estos hallazgos sugieren que la inflamación y las irregularidades en la señalización podrían contribuir a los síntomas de la psicosis y podrían ser objetivos para futuros tratamientos.

Perspectivas sobre Mapeo de Neuroreceptores

Al examinar la distribución de receptores de neurotransmisores, los investigadores descubrieron conexiones entre patrones de rCBF y sistemas de receptores específicos. Por ejemplo, se descubrió que los receptores de dopamina correlacionaban fuertemente con los cambios en el rCBF en trastornos del espectro esquizofrénico. Entender estas relaciones de receptores es vital, ya que podrían revelar cómo los sistemas de neurotransmisores interactúan con la actividad cerebral y contribuyen a los síntomas del trastorno.

Relevancia Clínica de los Hallazgos

En general, los resultados de esta investigación muestran conexiones importantes entre la actividad cerebral, la expresión genética y los sistemas de neurotransmisores en individuos con trastornos del espectro esquizofrénico y aquellos en alto riesgo. Al entender estos vínculos, los investigadores podrían identificar nuevos objetivos para el tratamiento. Los hallazgos tienen implicaciones clínicas, sugiriendo que al enfocarse en tipos celulares y vías específicas, podrían desarrollarse futuras terapias para mejorar los resultados para individuos con trastornos del espectro esquizofrénico o en riesgo de psicosis.

Avanzando: Direcciones Futuras de Investigación

Mirando hacia adelante, se alienta a los investigadores a integrar hallazgos de estudios de imagen con otros enfoques. Explorar diferentes técnicas, como evaluar cambios estructurales en el cerebro o usar otros métodos de imagen, podría proporcionar una imagen más completa de cómo se desarrollan estas condiciones. Al examinar las vías biológicas implicadas y cómo se aplican a nivel individual, los investigadores esperan identificar intervenciones efectivas y estrategias preventivas.

Conclusión

En resumen, esta investigación arroja luz sobre las interacciones complejas entre la función cerebral, la expresión genética y los sistemas de neurotransmisores en los trastornos del espectro esquizofrénico. Los hallazgos enfatizan la necesidad de un enfoque multiescala para entender mejor los mecanismos subyacentes de estos trastornos. Al enfocarse en vías biológicas específicas y cambios celulares, existe el potencial de desarrollar nuevas estrategias de tratamiento dirigidas que puedan mejorar la vida de quienes se ven afectados por los trastornos del espectro esquizofrénico y condiciones relacionadas.

Fuente original

Título: Transcriptional and neurochemical signatures of cerebral blood flow alterations in schizophrenia and the clinical high-risk state for psychosis

Resumen: The brain integrates multiple scales of description, from the level of cells and molecules to large-scale networks and behaviour, and understanding the relationships between these layers may be fundamental to advancing our understanding of how the brain works in health and disease. Recent neuroimaging research has shown that alterations in brain function that are associated with schizophrenia spectrum disorders (SSD) are already present in young adults at clinical high-risk for psychosis (CHR-P), yet the cellular and molecular determinants of these alterations are not well understood. Here, combining regional cerebral blood flow (rCBF) data with existing transcriptomic and neurotransmitter data, we show that cell-types involved in stress response and inflammation, as well as the dopamine, acetylcholine, GABAA and NMDA receptor systems, align as shared and distinct cellular and neurochemical signatures of rCBF phenotypes in people with SSD and those at CHR-P. Decoding the biological pathways involved in neuroimaging-based psychosis phenotypes may provide a basis for the development of novel interventions.

Autores: Samuel R. Knight, L. Abbasova, Y. Zeighami, J. Y. Hansen, D. Martins, F. Zelaya, O. Dipasquale, T. Liu, D. Shin, M. G. Bossong, M. Azis, M. Antoniades, O. D. Howes, I. Bonoldi, A. Egerton, P. Allen, O. O'Daly, P. McGuire, G. Modinos

Última actualización: 2024-03-14 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.13.583894

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.13.583894.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

Gracias a biorxiv por el uso de su interoperabilidad de acceso abierto.

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