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EVIDENCIA DIRECTA DE INFECCIÓN VIRAL Y ALTERACIONES MITOCONDRIALES EN EL CEREBRO DE FETOS DE MADRES ESQUIZOFRÉNICAS EN ALTO RIESGO DE ESQUIZOFRENIA

Autor/autores: Segundo Mesa Castillo
Fecha Publicación:
Área temática: Esquizofrenia, Espectro de la esquizofrenia y otros trastornos psicóticos .
Tipo de trabajo:  Conferencia

Hospital Psiquiátrico de la Habana

RESUMEN

 Cada vez hay más evidencias que favorecen el comienzo prenatal de la esquizofrenia. Estas evidencias apuntan hacia factores medio ambientales intrauterinos que actúan específicamente durante el segundo trimestre de embarazo produciendo un daño directo del cerebro del feto.
La tecnología disponible actualmente no permite observar que sucede a nivel celular ya que el cerebro humano no está expuesto a un análisis directo en esa etapa de la vida. La mayor parte de las técnicas que han acumulado evidencias de daño cerebral prenatal han sido de poco poder de resolución y mediante métodos indirectos. Es necesaria una técnica con alto poder de resolución que permita obtener la información necesaria del cerebro del feto y de los factores ambientales que le rodean. En 1977 comenzamos una investigación directa del cerebro en la esquizofrenia con técnicas de microscopía electrónica. Fueron objeto de esta investigación: cerebros de adultos esquizofrénicos fallecidos, animales experimentalmente inoculados con líquido céfalo-raquídeo de pacientes esquizofrénicos y fetos de madres esquizofrénicas. Los resultados obtenidos orientan hacia una etiología viral de la enfermedad. Resultados posteriores de otros autores utilizando otras técnicas y diseños de investigación relacionan el daño del cerebro, bien por la acción directa del virus o indirectamente a través del daño inmunológico. El objetivo de nuestra investigación actual fue estudiar no sólo el cerebro del feto sino también el medio ambiente que le rodea, haciéndose un estudio del cerebro del feto y de la placenta durante el segundo trimestre de un embarazo interrumpido por razones médicas de una madre esquizofrénica paranoide.

Palabras clave: esquizofrenia, microscopía electrónica, placenta, feto, virus, madre esquizofrénica.


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EVIDENCIA DIRECTA DE INFECCIÓN VIRAL Y ALTERACIONES MITOCONDRIALES
EN EL cerebro DE FETOS DE MADRES ESQUIZOFRÉNICAS EN ALTO riesgo DE
ESQUIZOFRENIA
Segundo Mesa Castillo
hospital Psiquiátrico de la Habana
segundo@infomed. sld. cu
squizofrenia. Microscopía electrónica. virus. Mitocondria. cerebro. Fetos.
Schizophrenia. Electron microscopy. virus. Mitochondria. Brain. Foetus

RESUMEN
Antecedentes. Cada vez hay más evidencias que favorecen el origen prenatal de la
esquizofrenia. Estas evidencias apuntan hacia factores ambientales intrauterinos que
actúan específicamente durante el segundo trimestre de embarazo produciendo un daño
directo del cerebro del feto. La tecnología actual no permite observar que pasa a nivel
celular ya que el cerebro humano no está expuesto a un análisis directo en esta etapa de
la vida en sujetos en alto riesgo de desarrollar esquizofrenia. Métodos. En 1977
comenzamos una investigación directa del cerebro con técnicas de microscopía electrónica
en el cerebro de fetos en alto riesgo de madres esquizofrénicas con el objetivo de encontrar
diferencias a nivel celular en relación a controles. Resultados. En estos estudios hemos
observado dentro del núcleo de las neuronas la presencia de partículas virales completas
e incompletas que reaccionaron en una forma positive con anticuerpos para el virus herpes
simplex hominis tipo 1 [VHS1] y alteraciones mitocondriales. Conclusión. La importancia
de estos hallazgos puede tener aplicaciones prácticas en la prevención de la enfermedad
teniendo en cuenta su relación directa con la etiología y fisiopatología de la esquizofrenia.
Un estudio de las células del líquido amniótico en mujeres en riesgo de tener una
descendencia de esquizofrenia debe considerarse. De observar las mismas alteraciones a
las observadas previamente en las células del cerebro en los fetos estudiados se intentaría
para aquellas mujeres en riesgo de tener una descendencia de esquizofrenia, previa
información de los resultados, la interrupción voluntaria del embarazo o un tratamiento
antiviral anti VHS1 como medida preventiva del desarrollo posterior de la enfermedad.

ABSTRACT
Background. There are increasing evidences that favor the prenatal beginning of
schizophrenia. These evidences point toward intra-uterine environmental factors that act
specifically during the second pregnancy trimester producing a direct damage of the brain
of the fetus. The current available technology doesn't allow observing what is happening
at cellular level since the human brain is not exposed to a direct analysis in that stage of
the life in subjects at high risk of developing schizophrenia. Methods. In 1977 we began
a direct electron microscopic research of the brain of fetuses at high risk from schizophrenic
mothers in order to finding differences at cellular level in relation to controls. Results. In
these studies we have observed within the nuclei of neurons the presence of complete and
incomplete viral particles that reacted in positive form with antibodies to herpes simplex
hominis type I [HSV1] virus, and mitochondria alterations. Conclusion. The importance
of these findings can have practical applications in the prevention of the illness keeping in
mind its direct relation to the aetiology and physiopathology of schizophrenia. A study of
amniotic fluid cells in women at risk of having a schizophrenic offspring is considered. Of
being observed the same alterations that those observed previously in the cells of the brain
of the studied foetuses, it would intend to these women in risk of having a schizophrenia
descendant, previous information of the results, the voluntary medical interruption of the
pregnancy or an early anti HSV1 viral treatment as preventive measure of the later
development of the illness.

INTRODUCCIÓN
Hay dos aspectos del desarrollo que pueden estar implicados en la patogénesis de la
esquizofrenia: a) La presencia de factores no presumiblemente genéticos (desarrollo
inestable) y b) cualquier insulto experimentado durante el desarrollo. Los insultos que
están asociados con el período crítico del desarrollo del cerebro son los que más
probablemente se asocien con el desarrollo de la esquizofrenia. El hecho de que gemelos
idénticos puedan ser discordantes de esquizofrenia sugiere un mecanismo no genético o
un mecanismo en el que participen factores genéticos y medioambientales. Una exposición
diferenciada a tales factores de riesgo temprano puede contribuir al fenómeno de
discordancia en los trastornos psicóticos. La hipótesis de que los virus causen esquizofrenia
y otros trastornos neurológicos fue propuesta en el Siglo XVIII y aún es aceptada como
una de las asociaciones más comunes. [1] En muchos estudios, la infección por el virus de
la influenza y la fiebre, particularmente durante el segundo trimestre de embarazo, ha sido
implicada como factores en el desarrollo de esta condición. [2, 3] Sin embargo, estudios
recientes han mostrado falta de evidencia de invasión directa del feto por el virus de la
influenza. Una invasión directa del embrión o del feto es poco probable que sea la causa.
Aunque se ha encontrado evidencias serológicas de infección por el virus de la influencia
en mujeres cuya descendencia ha padecido esquizofrenia no hay evidencias microbiológica
ni histopatológica de que el virus haya infestado el feto en estos casos. [4] Una presuntiva
evidencia de etiología viral de la esquizofrenia requiere de la demostración del virus, del
antígeno o de anticuerpos virales. En trabajos anteriores hemos obtenido resultados que
constituyen una evidencia directa en dos de tres de estos requerimientos, virus y antígeno:
a) en estudios post-mortem del cerebro de pacientes esquizofrénicos adultos jóvenes b)
en el cerebro de animales experimentalmente inoculados con líquido céfalo raquídeo [LCR]
de pacientes esquizofrénicos c) en el lóbulo temporal de fetos de madres esquizofrénicas.
Hasta nuestro reciente reporte, las evidencias que sustentaran el concepto de interacción
virus-célula en la hipótesis del neurodesarrollo de la esquizofrenia habían sido indirectas.
Las partículas virales nunca habían sido demostradas. En nuestros estudios de fetos de
madres esquizofrénicas también hemos observado anomalías estructurales en las
mitocondrias. En los últimos años las mitocondrias han sido objeto de estudio en la
esquizofrenia por diferentes investigadores. Los virus se pueden localizar en las
mitocondrias e irrumpir en su integridad. De esta forma, su acción, en cooperación con
otros productos celulares, ya virales o inducidos, son capaces de comprometer la
funcionabilidad de las membranas mitocondriales de las células infectadas. El presente
trabajo se relaciona con nuestros hallazgos en el lóbulo temporal en fetos procedentes de
madres esquizofrénicas con fuertes antecedentes familiares de esquizofrenia. La presencia
de anomalías estructurales de las mitocondrias ha sido también el objeto de este artículo.

MATERIALES Y MÉTODOS. VER PRESENTACIÓN CON DIAPOSITIVAS
Previo consentimiento informado y con la aprobación del Comité de Ética del Hospital
Psiquiátrico de la Habana, se obtuvieron muestras de la punta del lóbulo temporal izquierdo
de cinco fetos de 16 semanas de tiempo de gestación, abortados por indicaciones médicas,
de madres esquizofrénicas y 3 fetos de madres sin antecedentes de enfermedades
psiquiátricas [diap. 9]. Las muestras, una vez obtenidas, se fijaron en glutaraldehídoparaformaldehído siendo transportadas al laboratorio de microscopía electrónica para la
realización de las técnicas de microscopía electrónica: técnica general para microscopía
electrónica de transmisión e inmuno-electromicroscopía. Posteriormente se fijaron durante
1 hora en glutaraldehído-paraformaldehído, lavándose en buffer fosfato (PBS) durante 5
minutos en cada lavado. Posteriormente se procedió al bloqueo de la peroxidasa endógena
con metanol más peróxido de hidrógeno durante treinta minutos a la temperatura
ambiente. Se procedió al lavado con varios volúmenes de PBS durante 15 minutos. Lavados
con TRIS, tres volúmenes de 5 minutos cada vez. Se utilizó suero normal de carnero diluído
1:5. Se añadió el antisuero anti-herpes simplex hominis tipo [HSV1] durante 24 horas,
lavándose posteriormente con TRIS (tres volúmenes, cinco minutes cada uno. Se añadió
DAB (diamino-bencidina), durante 8 minutos a temperatura ambiente, lavándose con TRIS.
Se realizó la post-fijación con tetróxido de osmio al uno por ciento durante treinta minutes,
lavándose con buffer fosfato (3X15 minutos), etanol al 30 por ciento durante 5 minutos,
al 50 por ciento durante 5 minutos, al 70 por ciento durante 10 minutos y etanol absolute
(3X20 minutos). Oxido de propileno (3X15 minutos): procediéndose a la inclusion en Epon
I durante 60 minutos, Epon II durante toda la noche, terminándose la inclusion
definitivamente para bloques con dilusión del antisuero 1/10 y 1/20, bloques controles de
cada dilusión, bloques de los controles más control de los bloques controles en cada
dilusión y técnica general.

RESULTADOS: VER PRESENTACIÓN CON DIAPOSITIVAS EVIDENCIA DIRECTA
[Diap. 1].
Entre los fetos estudiados se estudiaron 2 gemelos monocigóticos, monocoriónicos y
biamnióticos [Diap. 10]. En uno de los fetos gemelares estudiados [que presentaba
criptorquidismo] se observó dentro del núcleo de las neuronas la presencia de partículas
esféricas vacías de 100 nm ocupando el centro de un área electrón lúcida (Fig. 1). Las
inclusiones con partículas aparecieron en número de 2 a 8 por núcleo, con gran incidencia
en su aparición [Diap. 12 y 13]. En el estudio inmuno-electromicroscópico una reacción
positiva se observó contra el virus herpes simplex hominis tipo I en el núcleo y en el
citoplasma de las neuronas (Fig. 2) [Diap. 15 y 16]. Las partículas virales no se
observaron en el resto de las células del sistema nervioso, tampoco la reacción
inmunológica [Diap. 11]. Alteraciones similares relacionadas con la presencia de partículas
virales se observaron en el resto de los fetos estudiados [Diap. 14]. No se observó ninguna
alteración en los estudios controles.
Mitocondria. Se observó un número incrementado de mitocondrias en el citoplasma de las
neuronas correspondientes a la capa granular de la corteza temporal (Fig. 3). El aspecto
general de las mitocondrias afectadas mostraron pérdida de las membranas internas
dando la apariencia de mitocondrias vacías [Diap. 17 y18] Estas anomalías estructurales
observadas en las mitocondrias fueron observadas solo en el feto afectado.

Fig. 1 Partículas virales incompletes [flecha blanca] dentro del
núcleo de una neurona de un feto gemelar monocigótico de una
madre y abuela esquizofrénica paranoide.

Fig. 2 Partículas virales incompletes [flechas blancas] e
intracitoplasmáticas completas [flechas negras] marcadas con
anticuerpo para el virus anti-herpes simplex hominis tipo I unido a
peroxidasa. Ax=axon. Feto monocigótico.

Fig. 3 Neurona granular con el citoplasma completamente lleno
de mitocondrias gigantes, la mayor parte vacías de crestas.

DISCUSION
La hipótesis del neurodesarrollo en la etiología y fisiopatología de la esquizofrenia se
considera una de las más consistentes en estos momentos. Se basa en una serie de
evidencias que guían hacia una afectación del feto en el período crítico del desarrollo del
ser humano debido a complicaciones del embarazo y del parto, particularmente
relacionadas con un impacto presunto o conocido sobre el desarrollo neurológico del feto
que resulta en un incremento de riesgo de psicosis esquizofrénica. Entre los posibles
candidatos etiológicos de impacto están las infecciones virales [Diap. 3]. Un virus actuando
en este importante y crítico estadio de desarrollo, interactuando o no con factores
genéticos [Diap. 4] puede ser responsable de la cascada de eventos biológicos que
aparecen posteriormente y pudiera explicar el período de relativa quietud que existe entre
el nacimiento y la aparición de los síntomas en la pubertad lo que pudiera estar relacionado
con la reactivación de una infección viral latente.
Los hallazgos obtenidos en el presente trabajo son compatibles con una infección viral
activa del sistema nervioso central por el virus herpes simplex hominis tipo I [HSV1]
durante el segundo trimestre de embarazo en los fetos estudiados [Diap. 20 y21]. Hasta
nuestro reciente reporte las evidencias que sustentaran el concepto de interacción viruscélula en la hipótesis del neurodesarrollo en la esquizofrenia, habían sido indirectas. Las
partículas virales nunca habían sido demostradas. Este trabajo es la primera evidencia
directa que demuestra la presencia de partículas virales en el sistema nervioso central en
fetos de madres esquizofrénicas en el período crítico del segundo trimestre de desarrollo
fetal. La importancia de este hallazgo y las alteraciones mitocondriales pueden dar lugar
a aplicaciones prácticas en la prevención de la enfermedad teniendo en mente su relación
directa con la etiología y fisiopatología de la esquizofrenia. Se sugiere la posibilidad de
estudiar las células del líquido amniótico por medio de técnicas virológicas o de microscopía
electrónica en mujeres a riesgo de tener una descendencia de esquizofrenia con el objetivo,
previo consentimiento informado, de aplicar medidas preventivas, interrupción del
embarazo o tratamiento antiviral temprano, si se demuestra una infección viral en las
células del líquido amniótico en estos estadios tempranos del neurodesarrollo [Diap. 23].
Las evidencias acumuladas en la última década sugieren el rol de la disfunción mitocondrial
en la patogénesis de la esquizofrenia, del trastorno bipolar y de otras enfermedades
psiquiátricas; [5] sin embargo no hay estudios de las mitocondrias mediante técnicas de
microscopía electrónica. La mayor parte de los estudios han utilizado métodos indirectos
en la búsqueda de disfunción mitocondrial en la esquizofrenia y los trastornos bipolares.
Entre estos métodos se destaca la cuantificación total del DNA mitocondrial y la depleción
normal con resultados contradictorios. [6, 7] La mayor parte de estos estudios se limitaron
a la corteza frontal. [8] En relación a métodos de análisis directo hay pocas publicaciones.
Los únicos estudios de microscopía electrónica que ofrecieron detalles en la ultraestructura
del sistema nervioso en la esquizofrenia comenzaron en la década del 70. Especialmente
en el estudio de embriones de madres esquizofrénicas casi todos los estudios fueron
realizados por investigadores rusos. 9, 10] En estos estudios ellos destacaron las
alteraciones encontradas en cerebros de embriones en diferentes estadios de evolución,
desde 7 hasta 12 semanas. Las características de los cambios celulares en los cerebros de
embriones consistieron en un mayor desarrollo del sistema de membranas.

Las alteraciones mitocondriales fueron muy evidentes con aumento en su número, en su
tamaño y con destrucción de las crestas. Ellos señalaron también la presencia de
estructuras laminares que denominaron "lamelosomas". [11. 12] Las alteraciones
mitocondriales han sido interpretadas como parte de un proceso general de alteraciones
de membrana en la esquizofrenia. [13] Los lamelosomas y la proliferación de membranas
han sido observados en nuestros estudios en adultos esquizofrénicos, en embriones
inoculados con LCR de pacientes esquizofrénicos y en el sistema nervioso de fetos de
madres esquizofrénicas. [14]
El rol fisio-patológico de las alteraciones mitocondriales en la esquizofrenia pudiera estar
relacionado no solo con el proceso oxidativo sino también con el sistema de conducción
celular debido al compromiso de las membranas. Los virus pueden interactuar con las
mitocondrias. Hay diversos reportes en este sentido. [15-18] La mayor parte se relacionan
con el virus herpes. Particularmente el virus herpes simplex elimina el DNA mitochondrial.
[19] Nosotros hemos observado partículas y antígeno de herpes simplex en las tres
experiencias ya citadas: adultos esquizofrénicos, animales inoculados y fetos de madres
esquizofrénicas.

CONCLUSIONES. [Diap. 22]
EN TODOS LOS AGENTES INFECCIOSOS OBSERVADOS EN LAS ENFERMEDADES SE
PLANTEA SIEMPRE LO MISMO: SI EL AGENTE DESCUBIERTO SE RELACIONA O NO CON LA
enfermedad EN CUESTIÓN. EN NUESTROS TRABAJOS:
1. Puede ser una infección viral en la paciente que afectó al feto no relacionada con la
etiología de la enfermedad.

2. Puede ser una infección viral en el feto relacionada con la etiología de la enfermedad.
En este sentido concurren varias circunstancias favorables:
A. Segundo trimestre de embarazo

B.  Antecedentes familiares de esquizofrenia y de trastornos severos del neurodesarrollo
C.  Presencia de una forma viral incompleta

D. afectación de las neuronas y del núcleo principalmente
E. Discordancia de infección en los gemelos monocigóticos

F. Madre y abuela esquizofrénicas, dos tías esquizofrénicas

G. No signos ni síntomas clínicos de infección en la madre ni en el feto
H. No reacción inflamatoria en el tejido cerebral

I. Hallazgos previos semejantes en adultos esquizofrénicos y en animales de
experimentación

J. muestra de la punta del lóbulo temporal izquierdo

K. Relación con el virus herpes simplex hominis tipo 1

L. Hallazgos similares en otros fetos de madres esquizofrénicas no en controles

M. Hallazgos similares en la placenta en un estudio [Diap. 19].

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