image: The cover artistically integrates multiple elements central to investigating the developmental origins of Fragile X syndrome. A vibrant DNA double helix structure rendered in rainbow iridescent colors forms the focal point, with two laboratory mice strategically positioned along its length. This visualization is overlaid with molecular structures representing bumetanide and discrete clusters of vocal sequence data displayed through UMAP dimensional reduction. The ethereal background suggests neural networks through subtle branching patterns. This composition reflects the study's comprehensive examination of how prepartum bumetanide treatment affects both early vocal communication and later social behaviors in a mouse model of Fragile X syndrome. The dynamic interplay between genetic, molecular and behavioral elements visualized here connects to two articles in this issue: the research paper “Prepartum bumetanide treatment reverses altered neonatal social communication but non-specifically reduces post-pubertal social behavior in a mouse model of fragile X syndrome” by Y Sakamoto and colleagues and “Noboru Hiroi: Exploring the cellular and developmental origins of neuropsychiatric disorders linked to human copy-number variation,” an interview where senior author Dr. Hiroi discusses his career-long dedication to understanding neuropsychiatric disorders.
Credit: Noboru Hiroi, PhD
SAN ANTONIO, Texas, EE. UU., 24 de diciembre de 2024 - En una exhaustiva entrevista con Genomic Press, investigadores del Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas en San Antonio y de la Universidad de Hirosaki han develado nuevos hallazgos fundamentales sobre la trayectoria del desarrollo de comportamientos sociales en el síndrome X frágil, la principal causa genética del trastorno del espectro autista.
El estudio, publicado en Genomic Psychiatry, demuestra que el tratamiento de ratones gestantes con bumetanida —un fármaco que regula los niveles de cloruro en las neuronas— puede restaurar los patrones normales de comunicación social neonatal en crías portadoras de la mutación del X frágil. No obstante, el mismo tratamiento redujo de manera inesperada la interacción social post-puberal tanto en ratones normales como en aquellos con X frágil.
"Nuestros hallazgos revelan una fascinante disociación entre la comunicación social temprana y el comportamiento social posterior", explica el profesor Noboru Hiroi, PhD, autor principal del estudio. "Si bien la bumetanida normaliza efectivamente la comunicación social temprana, sus efectos sobre la interacción social post-puberal sugieren que estos comportamientos podrían desarrollarse mediante mecanismos diferentes, o que los tratamientos podrían impactar de manera diferencial los componentes neonatales y post-puberales de los trastornos del neurodesarrollo".
El equipo de investigación empleó sofisticados análisis computacionales para rastrear cambios sutiles en las vocalizaciones de las crías de ratón —su forma más temprana de comunicación social. Descubrieron patrones específicos que podrían predecir el comportamiento social posterior, potencialmente abriendo nuevas vías para estrategias de intervención temprana.
"Lo que hace particularmente convincente este estudio es nuestro uso de un modelo murino congénico, que nos permite atribuir los cambios conductuales específicamente a la mutación del X frágil", explica el profesor Kazuhiko Nakamura, MD, PhD, coautor correspondiente. "Esto proporciona perspectivas mucho más claras sobre los mecanismos subyacentes de la condición".
El innovador enfoque del estudio reveló que:
• Los patrones específicos de vocalización en crías recién nacidas pueden predecir su comportamiento social después de la pubertad
• Los efectos del tratamiento con bumetanida difieren dramáticamente entre las etapas tempranas y posteriores del desarrollo
• La intervención temprana puede tener efectos complejos y específicos según la etapa del desarrollo social
Los hallazgos plantean interrogantes intrigantes para futuras investigaciones: ¿Podría una temporalización o dosificación diferente del tratamiento con bumetanida preservar sus efectos beneficiosos tempranos evitando impactos posteriores? ¿Qué mecanismos moleculares explican la disociación entre comportamientos sociales tempranos y tardíos?
Estos resultados podrían tener implicaciones importantes para el tratamiento de trastornos del neurodesarrollo, sugiriendo que las estrategias terapéuticas podrían necesitar adaptarse a ventanas específicas del desarrollo.
La investigación fue apoyada por los Institutos Nacionales de Salud y el Instituto de Neurociencia de Hirosaki, Japón.
El artículo completo revisado por pares de Genomic Psychiatry "Prepartum bumetanide treatment reverses altered neonatal social communication but nonspecifically reduces post-pubertal social behavior in a mouse model of fragile X syndrome" estará disponible el 24 de diciembre de 2024 en Genomic Psychiatry. El artículo será de acceso libre en línea en https://doi.org/10.61373/gp024h.0094.
Acerca de Genomic Psychiatry – Genomic Psychiatry: Advancing Science from Genes to Society (ISSN: 2997-2388) representa un cambio paradigmático en las revistas de genética al entrelazar los avances en genómica y genética con el progreso en todas las demás áreas de la psiquiatría contemporánea. Genomic Psychiatry publica artículos de investigación médica de la más alta calidad desde cualquier área dentro del continuo que va desde los genes y moléculas hasta la neurociencia, la psiquiatría clínica y la salud pública.
Journal
Genomic Psychiatry
Article Title
Prepartum bumetanide treatment reverses altered neonatal social communication but nonspecifically reduces post-pubertal social behavior in a mouse model of fragile X syndrome
Article Publication Date
24-Dec-2024
COI Statement
The authors have confirmed that no conflict of interest exists. The corresponding authors had full access to all the data in the study and had final responsibility for the decision to submit for publication.