Un equipo de investigadores del Instituto de Parasitología y Biomedicina «López-Neyra» (IPBLN-CSIC), en colaboración con la Queen Mary University of London (Reino Unido) y la Virginia Commonwealth University (Estados Unidos), ha demostrado que la activación del sistema inmunológico materno como respuesta a una infección durante la gestación altera la regulación de proteínas clave en las células madre neurales fetales. La investigación, llevada a cabo en ratones, proporciona nuevas evidencias sobre cómo los procesos inflamatorios durante el embarazo podrían estar vinculados al desarrollo de trastornos neuropsiquiátricos, como la esquizofrenia y el autismo, en el bebé.

El estudio, que aparece publicado en la revista Molecular Psychiatry, se basa en modelos celulares obtenidos de fetos de ratones cuyas madres fueron expuestas a un agente viral sintético, un virus de la rabia modificado (Poly I:C), el cual simula una infección. Los análisis de la regulación de genes y proteínas han revelado “alteraciones significativas” en la expresión y fosforilación de una proteína, denominada MAP2, que es fundamental para la estructura neuronal y la sinaptogénesis (proceso mediante el cual las neuronas forman conexiones durante el desarrollo del cerebro).

Los procesos inflamatorios durante el embarazo podrían estar vinculados al desarrollo de trastornos neuropsiquiátricos, como la esquizofrenia y el autismo.

Una de las conclusiones más importantes del estudio es que las alteraciones detectadas no ocurren a nivel del ADN ni en la transcripción de los genes, es decir, no afectan a la producción del mensaje genético (ARN mensajero) que la célula usa como guía para fabricar proteínas. Las alteraciones se producen, en cambio, durante la traducción, que es el proceso en el que la célula convierte la información del ARN en proteínas funcionales. “Esto significa que, aunque los genes y sus instrucciones se mantienen intactos, el mecanismo que regula la producción de proteínas está alterado, lo que afecta a qué proteínas se generan y en qué cantidad”, explica Juan F. López-Giménez, investigador del IPBLN-CSIC y líder del trabajo.

En este caso, el estudio ha detectado que la activación inmunológica materna interfiere en la síntesis y modificación de proteínas clave para el desarrollo neuronal, especialmente MAP2, una proteína crucial para la estabilidad del citoesqueleto neuronal y el establecimiento de sinapsis, un proceso que permite que las neuronas se comuniquen de manera eficiente. Estos cambios pueden comprometer la conectividad neuronal y, a largo plazo, influir en la plasticidad del cerebro en desarrollo.

Alteraciones persistentes

López-Giménez detalla que “nuestros resultados indican que la activación inmunitaria materna, no solo afecta al desarrollo temprano del cerebro, sino que también genera alteraciones persistentes en la estructura y funcionalidad neuronal. En particular, los cambios observados en la fosforilación de MAP2 pueden comprometer la capacidad del cerebro en desarrollo para establecer conexiones sinápticas adecuadas, lo que podría explicar la relación entre infecciones maternas y el riesgo de trastornos del neurodesarrollo”.

Este estudio forma parte de un proyecto de investigación más amplio financiado por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades y la Agencia Estatal de Investigación. Uno de los objetivos clave de este proyecto ha sido el desarrollo de un modelo experimental in vitro basado en células madre neurales para el estudio de la plasticidad neuronal.

“Este modelo representa una herramienta innovadora y altamente eficaz, ya que permite analizar en detalle cómo se generan y remodelan las conexiones entre neuronas en un entorno controlado. Además, hemos implementado una tecnología avanzada de estudio de sinaptogénesis mediante el uso de un virus de la rabia modificado, que permite rastrear y analizar la formación de sinapsis de manera precisa”, agrega el investigador del CSIC.

El uso de este modelo ofrece una alternativa más ética y eficiente a los métodos tradicionales, ya que permite sustituir cultivos primarios de tejido cerebral y reduce significativamente el uso de animales en experimentación. Su versatilidad lo convierte en una plataforma ideal para estudios sobre el desarrollo neuronal y la plasticidad sináptica, aspectos clave para comprender enfermedades del sistema nervioso, así como la realización de estudios preclínicos enfocados en el desarrollo de neuropsicofármacos.

Referencia:

Sandra M. Martin-Guerrero et Al. ‘Maternal immune activation imprints translational dysregulation and differential MAP2 phosphorylation in descendant neural stem cells’. Molecular Psychiatry.