Modulación de los efectos conductuales y fisiológicos de la exposición prenatal a Clorpirifós mediante el tratamiento gestacional con un suplemento probiótico

Abstract

El Trastorno del Espectro Autista (TEA) es un trastorno del neurodesarrollo heterogéneo con una etiología muy compleja caracterizado por déficits de comunicación social de aparición temprana, deterioro social y comportamientos, actividades o intereses sensoriomotores repetitivos. Aunque es innegable el importante papel que la genética tiene en el autismo, también está modulado por variables ambientales externas. La exposición prenatal a Clorpirifós (CPF) ha demostrado tener efectos conductuales y moleculares a medio y largo plazo que recuerdan a los observados en pacientes con autismo. Además, una desregulación inmunológica, problemas gastrointestinales y disbiosis son comorbilidades comunes en este trastorno. En los últimos años se han establecido relaciones entre la microbiota intestinal y el TEA. De hecho, se ha demostrado que la exposición al CPF induce disbiosis en modelos animales. Basándonos en esto, consideramos que los comportamientos similares a los del TEA tras la exposición gestacional al CPF podrían revertirse exponiendo a los animales a un suplemento probiótico durante la gestación. También nos propusimos estudiar los niveles de expresión génica de genes importantes para los principales sistemas de neurotransmisión y la expresión de algunas citoquinas como marcador de neuroinflamación de muestras de cerebro en crías de 7 días mediante RTqPCR. Se observó el rendimiento de las ratas Wistar en el 3- chambered test, open field test y la emisión de vocalizaciones ultrasónicas por parte de las crías (PND7) en una condición de aislamiento. Hemos encontrado que la suplementación con probióticos afectaba al desarrollo y a diferentes comportamientos (motricidad y vocalizaciones) durante los períodos neonatal y adolescente y a la expresión de genes de los principales sistemas de neurotransmisión, principalmente dentro del sistema GABAérgico, Glutamatérgico y genes tan esenciales para la regulación del comportamiento social como son aquellos que codifican para los receptores de Oxitocina y Vasopresina. En futuros estudios se deberán analizar los niveles de proteínas relevantes en el cerebro y la composición de la microbiota intestinal. Future studies should analyse the levels of relevant proteins in the brain and the composition of the gut microbiota. Autism Spectrum Disorder (ASD) is a heterogeneous neurodevelopmental disorder with a complex etiology characterized by early-appearing social communication deficits, social impairment and repetitive sensory-motor behaviours, activities or interests. Although the important role of genetics in autism is undeniable, it is also modulated by external environmental variables. The prenatal exposure to Chlorpyrifos (CPF) has proved to have medium and long-term behavioural and molecular effects that are reminiscent of those observed in autism patients. Furthermore, immune dysregulation, gastrointestinal issues and dysbiosis are common comorbidities in this disorder. In recent years, links between the gut microbiota and ASD have been established. In fact, CPF exposure has been proved to induce dysbiosis in animal models. Based on this, we consider that ASD-like behaviours following gestational CPF exposure could be reverted by exposing animals to a probiotic supplement during gestation. We also aimed to study the gene expression levels of important genes for the principal neurotransmitter systems and the expression of some cytokines as a marker of neuroinflammation. Wistar Rats’ performance in the 3-Chambered Test, the Open Field Test and the emission of ultrasonic vocalizations by pups (PND7) in an isolated condition were observed. RTqPCR was conducted in microplates, composed of SYBR green master mix, nuclease-free water, primers, and the cDNA (total reaction 10uL). We found that probiotic supplementation affected development and different behaviours (motricity, and vocalizations) during neonatal and adolescent ages and the expression of genes of the main neurotransmitter systems, mainly within the GABAergic system, lutamatergic system and genes as essential for the regulation of social behaviour as those coding for Oxytocin and Vasopressin receptors.