Microdeleción en el pseudogén FAAH confiere insensibilidad al dolor

Microdeleción en el pseudogén FAAH confiere insensibilidad al dolor


En ocasiones, casos clínicos excepcionales llevan a descubrimientos genéticos con gran potencial para el desarrollo de tratamientos para un gran número de personas. Este podría ser el caso de Jo Cameron.
La escocesa Jo Cameron apenas siente el dolor. Cuando a los 66 años se sometió a una cirugía en la mano, usualmente muy dolorosa, y no mostró ningún indicio de dolor, los profesionales médicos que la trataban sospecharon que la escocesa era un caso clínico poco común. Su historial clínico indicaba que Jo no mostraba el dolor común propio de una osteoartritis de cadera diagnosticada y solo había tomado paracetamol (bajo prescripción médica, no porque lo solicitara) los dos días siguientes a una operación de cadera. Interesados en determinar si se trataba de un rasgo familiar los investigadores buscaron síntomas similares en sus familiares y encontraron que su padre apenas había necesitado analgésicos a lo largo de su vida y su hijo también mostraba cierta insensibilidad al dolor, aunque no tan elevada como Jo.
Los investigadores analizaron el ADN de la familia y detectaron que Jo presentaba una microdeleción de 8 kilobases cerca del extremo terminal del gen FAAH, además de un alelo hipomórfico de un polimorfismo en ese mismo gen. Ninguna de las dos variantes estaba presente en la madre y la hija del paciente, mientras que el hijo que había reportado cierta insensibilidad al dolor era portador de la microdeleción.
FAAH codifica para una enzima que hidroliza lípidos bioactivos, entre los que se encuentra la anandamida, que interviene en la percepción del dolor. El alelo hipomórfico que presenta la escocesa reduce la actividad de la enzima FAAH y ha sido relacionado en estudios previos con cierta reducción en la sensibilidad al dolor. La microdelección identificada se encuentra en un pseudogén de FAAH conocido como FAAH-OUT y lleva a que su promotor y los primeros exones no estén presentes. Los investigadores plantean que FAAH-OUT actúa como regulador de la expresión de FAAH, posiblemente protegiendo la degradación de su ARN mensajero o a través de algún mecanismo epigenético.
 La presencia de las dos variantes que reducen la función de FAAH lleva a que Jo presente niveles elevados de anandamida.
Estudios previos en animales mutantes para FAAH o con la variante hipomórfica del gen ya habían planteado a FAAH como una potencial diana terapéutica para el dolor. Sin embargo, los primeros ensayos clínicos dirigidos a la regulación de FAAH han sido hasta el momento inconcluyentes. El caso de Jo Cameron sugiere que el pseudogén FAAH-OUT podría ser relevante también para el desarrollo de tratamientos para el dolor. Los resultados apuntan hacia el descubrimiento de un nuevo analgésico que podría potencialmente ofrecer alivio al dolor postquirúrgico y acelerar la cura de las heridas.

link
https://revistageneticamedica.com/2019/04/15/insensibilidad-al-dolor/
Referencia
Habib AM, et al. Microdeletion in a FAAH pseudogene identified in a patient with high anandamide concentrations and pain insensitivity. British J Anaesthesia. 2019. Doi: https://doi.org/10.1016/j.bja.2019.02.019

By Pablo Alonso García (DGMol)

CRISPR-Chip para detectar la presencia de mutaciones

Tecnología que combina el grafeno y CRISPR para detectar mutaciones genéticas en cuestión de minutos

Dentro de las innovaciones en el área de CRISPR se encuentran la posibilidad de modificar el epigenoma reciente desarrollo de una amplificación del ADN sin ciclos de temperatura. A la creciente lista, ya podemos añadir una aplicación más: la detección de mutaciones en muestras de ADN.

Primero en la Universidad de California Berkely y después en el Instituto Keck de Postgrado de las Facultades Claremont, la investigadora Kiana Aran ha dirigido el diseño y puesta a punto de un dispositivo que combina las propiedades del grafeno y la tecnología CRISPR para detectar, en cuestión de minutos, mutaciones genéticas concretas en muestras de ADN.

El dispositivo consiste en un transistor de grafeno sobre el que se han inmovilizado miles de complejos CRISPR. Cada complejo CRISPR está formado por una enzima Cas9 inactivada y un ARN guía diseñado para reconocer un fragmento específico del ADN.

Cuando se utiliza CRISPR como sistema de edición del genoma, ADN y complejos CRISPR están en solución y el ARN posiciona a la enzima nucleasa Cas9 en la región de interés a modificar. En el caso del nuevo dispositivo, el complejo CRISPR está inmovilizado sobre una superficie de grafeno, extremadamente sensible a moléculas cargadas, como el ADN.  Cuando se añade la muestra de ADN al dispositivo, si la región del genoma que se quiere detectar no está presente en la misma, no es reconocido por los complejos CRISPR y por lo tanto, no se une a estos y el ADN permanece libre en la solución. Si la secuencia diana está presente en ADN, el ADN se unirá al complejo CRISPR correspondiente a través de la región de interés, lo que crea una carga adicional en la superficie de grafeno que es detectada por el dispositivo y puede ser registrada e identificada. Así, pues la diferencia de carga eléctrica es lo que marca la presencia del ADN diana.

Hasta el momento, los investigadores han utilizado con éxito CRISPR-Chip, como se denomina el dispositivo, para detectar la presencia de mutaciones responsables de la distrofia muscular de Duchenne, y están desarrollando nuevos complejos que reconozcan mutaciones responsables de otros trastornos genéticos. 

CRISPR-Chip presenta varias ventajas. En primer lugar, no requiere la amplificación de ADN, ya que el grafeno es lo suficientemente sensible como para detectar la secuencia de interés directamente de la muestra. En segundo lugar, el análisis de la muestra se produce en cuestión de minutos, en un dispositivo de mano, que puede estacionarse en cualquier localización.

El equipo de investigadores reconoce que todavía es pronto para utilizar el dispositivo en un contexto clínico y será necesario un periodo de optimización. 

Link 

https://revistageneticamedica.com/2019/04/12/crispr-chip/

Referencia

Hajian R, et al. Detection of unamplified target genes via CRISPR–Cas9 immobilized on a graphene field-effect transistor. Nat Biom Eng. 2019. Doi: https://doi.org/10.1038/s41551-019-0371-x

By Pablo Alonso García (DGMol)

Curan la sordera genética causada por mutaciones en OTOF

Curan la sordera genética sustituyendo un gen defectuoso por uno sano

El trabajo se ha desarrollado sobre ratones que tenían una forma de sordera genética equivalente a una humana denominada OTOF. En los seres humanos, OTOF es un gen que codifica la proteína otoferlina, presente en el cerebro y en el oído interno. Esta proteína interviene en el mecanismo de neurotransmisión que hace posible que las señales nerviosas viajen desde el oído a la región del cerebro encargada de procesarlas. 

Se han encontrado mutaciones del gen OTOF que provocan la existencia de una molécula de otoferlina anómala, provocando la supresión de la liberación de neurotransmisores por la sinapsis auditiva primaria en respuesta a una señal de sonido, de forma que las fibras nerviosas auditivas no perciben la estimulación acústica. Estas mutaciones del gen OTOF pueden transmitirse a la descendencia.

 
La nueva investigación, dirigida por Saïd Safieddine, director de investigación en el CNRS, ha conseguido restaurar la audición en ratones que padecían esta sordera genética sustituyendo el gen dañado por uno sano. Para esto, usaron virus adenoasociados (AAV), que son muy simples, sólo tienen ADN lineal de cadena sencilla y pueden insertarse en las células sin infectarlas. Sin embargo, estos virus tienen una capacidad de almacenamiento limitada y no pueden acoger el gen que debe ser integrado para sustituir al gen OTOF, ya que tiene más nucleótidos de los que caben en el AAV. Para solucionar este problema se dividió la cadena de ADN del gen a integrar en dos mitades, se introdujeron por separado en las células de los ratones y allí se unieron naturalmente por un fenómeno de reparación genética favorecido por una propiedad del ADN de los virus AAV. Este proceso permitió la codificación natural de la otoferlina y la restauración de la audición en los ratones del experimento de forma permanente, ya que estas células no se renuevan a lo largo de la vida, ni en ratones, ni en humanos.

En los seres humanos el desarrollo del oído interno se completa en el útero, por lo que el inicio de la audición es a las 20 semanas de la gestación. Sin embargo, las formas genéticas de la sordera congénita se diagnostican durante el período neonatal. Esta circunstancia lleva a enfocar la terapia genética en modelos animales y a probarla después del inicio de la audición, para determinar si la sordera genética es o no reversible. Además, esta investigación ha demostrado que la terapia genética local en los ratones mutantes no solo previene la sordera cuando se administra a órganos auditivos inmaduros, sino que también restaura la audición de forma duradera cuando se administra en una etapa madura, lo que aumenta la esperanza de futuros ensayos de terapia génica.

link 
https://www.tendencias21.net/Curan-la-sordera-genetica-sustituyendo-un-gen-defectuoso-por-uno-sano_a45087.html
Referencia
Omar Akil, Frank Dyka, Charlotte Calvet, Alice Emptoz, Ghizlene Lahlou, Sylvie Nouaille, Jacques Boutet de Monvel, Jean-Pierre Hardelin, William W. Hauswirth, Paul Avan, Christine Petit, Saaid Safieddine, and Lawrence R. Lustig. Dual AAV-mediated gene therapy restores hearing in a DFNB9 mouse model.
https://www.pnas.org/content/116/10/4496

By Sara Matamoros (GMed)

Eliminación de un tipo de tumor de páncreas en ratones

Científicos españoles eliminan un tipo de tumor de páncreas en ratones
Mariano Barbacid ha presentado hoy los resultados de un estudio de ratones sobre el adenocarcinoma ductal de páncreas (ADP), una forma muy agresiva de este cáncer y muy resistente a los tratamientos que se dan en la actualidad.
Mediante el desarrollo de ratones genéticamente modificados, han sido capaces de evaluar el efecto terapéutico de las dianas moleculares e identificar algunos efectos tóxicos que podrían ocurrir al inhibir estas dianas.

En menos de un 10% de los pacientes, el tumor puede ser eliminado quirúrgicamente debido a que éste se encuentra localizado, pero en el resto de los pacientes (<95%) no es tan sencillo, ya que la mutación iniciadora tiene lugar en el oncogén KRAS, a medida que se desarrolla el tumor se acumulan otras mutaciones en genes supresores tumorales, como TRP53, CDKN2A y SMAD4. 
Las dianas implicadas en la señalización del oncogén KRAS son dos: el receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGFR) y la quinasa c-RAF. 
La eliminación de cada una de estas dianas por sí sola no produjo ningún efecto, sin embargo, al eliminar ambas dianas simultáneamente, gran porcentaje de los tumores dejaron de crecer y desaparecieron semanas más tarde.
Aunque es una gran noticia en el avance para el tratamiento de esta enfermedad, no podrá dar el salto a los humanos en un futuro inmediato debido a que existen muy buenos inhibidores de EGFR, pero no los hay con capacidad de bloquear la quinasa c-RAF.
También hay que mencionar que no todos los tumores respondieron a esta terapia, debido a la gran heterogeneidad que presentan los ADPs.

link
https://www.agenciasinc.es/Noticias/Cientificos-espanoles-eliminan-un-tipo-de-tumor-de-pancreas-en-ratones
Referencia
Blasco et al. Complete Regression of Advanced Pancreatic Ductal Adenocarcinomas upon Combined Inhibition of EGFR and C-RAF. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ccell.2019.03.002

By Eduardo Romero (DGMol)

Identificación de las causas genéticas de la falta de sueño

Nueva investigación identifica las causas genéticas de la falta de sueño
Se ha descubierto varias partes de nuestro código genético que podrían ser responsables de causar una mala calidad y duración del sueño.
La colaboración internacional, dirigida por la Universidad de Exeter y publicada en Nature Communications, ha encontrado 47 vínculos entre nuestro código genético y la calidad, cantidad y oportunidad de cómo dormimos. El estudio examinó los datos de cerca de 90.000 participantes, que llevaban acelerómetros, los cuales son dispositivos usados ​​en la muñeca que registran los niveles de actividad continuamente. Los usaron de forma continua durante siete días.

Entre las regiones genómicas descubiertas se encuentra un gen llamado PDE11A. El equipo de investigación descubrió que una variante poco común de este gen afecta no solo cuánto tiempo duermes, sino también tu calidad de sueño. El gen ha sido identificado previamente como un posible objetivo farmacológico para el tratamiento de personas con trastornos neuropsiquiátricos asociados con la estabilidad del estado de ánimo y las conductas sociales.
El estudio además encontró que, entre las personas con la misma circunferencia de cadera, una circunferencia de cintura más alta resultó en menos tiempo para dormir, aunque el efecto fue muy pequeño.
También descubrieron que las regiones genéticas relacionadas con la calidad del sueño están relacionadas con la producción de serotonina, un neurotransmisor asociado con sentimientos de felicidad y bienestar. Se sabe que la serotonina desempeña un papel clave en los ciclos de sueño y está teorizada para ayudar a promover un sueño más profundo y reparador.
El grupo también encontró evidencia adicional de que el Síndrome de Piernas Inquietas está vinculado a un sueño más pobre debido a las variantes genéticas que encontraron asociadas a las medidas del sueño derivadas de los datos del acelerómetro.
link
http://www.exeter.ac.uk/news/research/title_711082_en.html
Referencia
Jones SE, et al. Genetic studies of accelerometer-based sleep measures yield new insights into human sleep behavior. Nat Comm. 2019. Doi: https://doi.org/10.1038/s41467-019-09576-1

 By Jorge Redondo (DGMol)

Edición genómica para la epidermólosis bullosa

Edición genómica para la epidermólosis bullosa
La epidermólosis bullosa distrófica recesiva (o piel de mariposa) es una enfermedad rara de fragilidad cutánea caracterizada por la formación de ampollas generalizadas, fibrosis y predisposición al desarrollo de cáncer de piel. 
Esta enfermedad está causada por mutaciones en el gen COL7A1, que codifica para el colágeno 7 (proteína necesaria para la adhesión de la dermis y la epidermis). En España existe una alta prevalencia de una mutación localizada en el exón 80 del gen. 
Un estudio publicado en la revista Molecular Therapy ha demostrado la viabilidad de una estrategia de edición genómica de alta eficacia y seguridad con la herramienta CRISPR/Cas9 en modelos preclínicos de esta enfermedad. Con este estudio se ha conseguido corregir un porcentaje superior al 80% de las células del paciente, lo que permite sentar las bases para una rápida traslación a la clínica. 

En este estudio se ha aplicado la herramienta CRISPR/Cas9 para eliminar de las células madre de la piel del paciente el exón 80 del gen COL7A1 que contiene la mutación patogénica, dando lugar a células con una variante funcional de la proteína colágeno 7. 
El trasplante de una piel portadora de células de pacientes corregida empleando esta técnica ha demostrado que se puede regenerar un tejido normal en un modelo preclínico fidedigno de la enfermedad. 
Se ha trasplantado en la espalda de un ratón la piel de un paciente con EBDR, que recrea una piel con ausencia de la proteína colágeno 7. Las células madres de la piel del paciente adquieren la capacidad de producir colágeno 7 cuando se elimina el trozo de gen en el que se encuentra la mutación. La piel editada se trasplanta a un ratón y se observa que se corrige la enfermedad. 
Hasta el momento las herramientas moleculares CRISPR/Cas9 carecían de los niveles de eficacia necesarios para una aplicación clínica realista en células madres adultas. Además de su eficacia, esta estrategia resultó segura debido a la ausencia de efectos indeseables sobre el resto del genoma. 

link
https://revistageneticamedica.com/2019/04/09/edicion-genomica-epidermolisis/
Referencia
Bonafont J, et al. Clinically-relevant correction of Recessive Dystrophic Epidermolysis Bullosa by dual sgRNA CRISPR/Cas9-mediated gene editing. Molecular Therapy. 2019. Doi  https://www.cell.com/molecular-therapy-family/molecular-therapy/fulltext/S1525-0016%2819%2930093-0#%20

By Coral Sequedo Lima (GMed)

Caracterización clínica y mutacional de LLC

Caracterización clínica y mutacional de pacientes con leucemia linfocítica crónica con múltiples ganancias cromosómicas
Esta enfermedad se caracteriza por la acumulación tanto en la sangre, como en la médula y en el tejido linfático de linfocitos B maduros. La técnica que más se utiliza para determinar las anomalías cromosómicas es FISH. Entre las alteraciones más observadas tras un estudio citogenético, se encuentras deleciones del brazo largo del cromosoma 13, un cromosoma extra en el par 12 y la deleción del brazo largo del 11, así como la deleción del brazo corto del 17.
En la identificación de un subgrupo reducido de pacientes con la enfermedad, en los que se observa una ganancia de cromosomas y un mal pronóstico, encontramos que de 1359 pacientes estudiados, 7 tenían células tumorales con ganancias de cromosomas. Por tanto se concluye que éstos poseen un cariotipo de tipo hiperdiploide. Esta enfermedad es poco frecuente, pero presentan un mal pronóstico. Es asintomática al diagnóstico, seis de los siete pacientes afectados con hiperdiploidia necesitaron tratamiento durante la enfermedad. En general la mayoría de los pacientes no requieren tratamientos. 
Algunos de los genes involucrados en respuesta al daño del ADN presentan alteraciones genéticas. Antiguos resultados describen que la hiperdiploidía se relaciona con la inestabilidad genética por los defectos en el gen TP53, por ello en los estudios posteriores se analizó el perfil mutacional de los enfermos de LLC con hiperdiploidía.
Tras la utilización de las técnicas de secuenciación masiva, se concluyó que más de la mitad de las mutaciones habían sido descritas en genes previamente asociadas con mal pronóstico en la LLC (ATM,TP53 ,NOTCH1…). Otras de las conclusiones que se extrayeron del estudio fue que la mayoría tenían deleciones o mutaciones en genes como TP53 o ATM.Cuando se compararon las mutaciones del grupo de pacientes con hiperdiploidía y el grupo control, se observó un porcentaje mayor de enfermos con mutaciones genéticas en respuesta al daño del ADN y que por tanto podrían resultar en una mayor inestabilidad genómica en estos pacientes.
En la Unión Europea el número de enfermedades de éste tipo aumentará, debido a la elevada esperanza de vida de la población. Se realizaran más estudios de investigación para profundizar en neoplasias como LLC. En el caso del grupo de pacientes con LLC, la muerte sintética de las células tumorales sería lo más favorable para ellos.

link
https://revistageneticamedica.com/2019/04/08/leucemia-linfocitica-cronica/
Referencia
González-Gascón y Marín I, et al. 2016. Hyperdiploidy as a rare event that accompanies poor prognosis markers in CLL. European Journal of Haematology. doi: http://dx.doi.org/10.1111/ejh.12812.

By Juan Antonio Pérez Sánchez (GMed)