El uso de ‘tijeras’ moleculares permite eliminar
mutaciones en el ADN mitocondrial que causan enfermedades hereditarias
Actualmente hay descritas más de 150 enfermedades mitocondriales
causadas por alguna alteración genética, que son hereditarias y transmitidas de
madres a hijos. Para las mujeres portadoras, tener un hijo sano puede no ser
posible, o ser una cuestión de suete. Estos orgánulos tienen un papel esencial
en el mantenimiento de la carga energética celular, y como tal, una afección en
los mismos puede suponer una alteración grave de la homeostasis. Hoy en día,
los padres que desean tener un hijo y presentan riesgos de transmitir la
enfermedad, pueden recurrir al análisis preimplantacional de embriones, aunque pero
eso no siempre es posible, es costoso y no garantiza que el embrión sea sano.
Un conjunto de investigadores de distintas instituciones catalanas han
participado en un estudio liderado por Juan Carlos Izpisúa-Belmonte
(California) en el cual, mediante el empleo de 'tijeras' moleculares han
conseguido eliminar las mutaciones mitocondriales en los óvulos de ratón.
En este estudio, los
investigadores han puesto a punto una técnica para eliminar las mutaciones
mitocondriales en los óvulos o embriones en una fase muy temprana del
desarrollo, para así evitar que los individuos presenten estas enfermedades
hereditarias. De esta forma, las cientos o miles de mitocondrias presentes en
las células serían funcionales y se podría prevenir la transmisión de estas
mutaciones en fases tempranas del desarrollo, en lugar de emplear costosos
fármacos que únicamente mitigan los síntomas.
Este estudio serviría para corregir una gran variedad de enfermedades
para las cuales aún no existe tratamiento y que pueden tener consecuencias de gravedad
muy variada. "Nuestra tecnología puede ofrecer una nueva esperanza para
los portadores de enfermedades mitocondriales que deseen tener hijos sin la
enfermedad.", asegura Juan Carlos Izpisúa-Belmonte.
Las Nucleasas diseñadas permiten cortar el ADN a nuestro gusto:
Las principales herramientas moleculares empleadas por los
investigadores fueron las nucleasas, que pueden ser diseñadas para cortar
hebras específicas de ADN, en este caso, mutaciones del genoma mitocondrial de
óvulos o embriones que provocaban enfermedades, dejando intactas a las
mitocondrias sanas.
Mediante el empleo de estas técnicas utilizando al ratón como modelo
experimentas, los investigadores evitaron la transmisión de estas mutaciones
siguiente generación. Las crías a las que se aplicó esta técnica se
desarrollaron sin ningún tipo de problema.
Este equipo de investigadores estudia ahora la posibilidad de trasladar
esta tecnología a la clínica en óvulos y embriones humanos.
Referencia:
Juan Carlos Izpisúa-Belmonte et al. “Selective elimination of
mitochondrial mutations in the germline by genome editing” (23 de abril, 2015)
DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2015.03.051
by Sergio Garrido
Un equipo de investigadores españoles ha identificado un nuevo gen responsable de esta enfermedad. En el trabajo se han utilizado técnicas de secuenciación de todo el exoma para descubrir mutaciones en el gen ZNF408 en dos familias españolas no relacionadas entre sí y afectadas por la enfermedad. Describen, además, la localización de la proteína producto de este gen, sus efectos en la retina y el fenotipo clínico de los pacientes. Sugieren que el gen ZNF408 tiene un papel importante en el desarrollo del ojo, ya que puede cumplir funciones esenciales en el mantenimiento de la homeostasis de la retina, además de su papel en el desarrollo vascular. Este gen ya se había asociado previamente a otra patología ocular y ahora por primera vez se vincula a la retinosis pigmentaria.
Puesto que la adición del grupo metilo es un cambio químico permanente, la
demetilación del ADN pasa por cortar la citosina modificada y reemplazarla por
otra citosina sin metilar, lo que conlleva un riesgo para la célula, ya que
aumenta la vulnerabilidad a la introducción de mutaciones.
Debido a esto, los investigadores analizaron tres familias en las que sus miembros estaban afectados por malformaciones oculares, caracterizado estas malformaciones por transmitirse por la vía materna.
La
epigenética podría constituir una pieza clave en la caracterización de los
mecanismos que dan lugar a los TEA. Este hecho es apoyado por diferentes
estudios previos en los que se han encontrado alteraciones en los patrones
epigenéticos en cerebro y sangre en los pacientes con TEA.
La inmunodeficiencia combinada grave ligada al X (SCID-X1) constituye
un desorden hereditario del sistema inmune, casi exclusivo de varones. Los pacientes
tienen tendencia a infecciones recurrentes causadas por agentes infecciosos que
no las provocarían en una persona sana. Por esta razón, una vez detectada los
niños se mantienen en un ambiente estéril y protegido ("niños
burbuja").
A
partir del síndrome de Werner es una enfermedad rara que afecta a 1 de cada
20.000 personas que consiste en un envejecimiento prematuro del individuo. Este
grupo de investigación demuestra que la causa genética es la mutación del gen
WRN que provoca el envejecimiento prematuro al perturbar la organización
geométrica del ADN de cada núcleo de cada una de las células. Son los
interruptores que activan o reprimen grandes geografías genómicas según en qué
tiempos y lugares. El envejecimiento es negociable en
biología, y los científicos ya tienen una buena idea para pararlo, o incluso
revertirlo.
El
páncreas es un órgano esencial para la vida, ya que controla el proceso de
digestión y los niveles de azúcar en sangre, por lo tanto un error en su
funcionamiento podría causar enfermedades como la diabetes que pude llegar a
ocasionar graves problemas o incluso la muerte.
Para ello, se realizó un análisis a gran escala en el que se
silenciaron 5.623 genes empleando ARN de interferencia pequeño (siRNA). Estos
genes se seleccionaron entre todo el genoma en base a la posibilidad de
desarrollar moléculas capaces de modular su actividad para el desarrollo
fármacos. Un análisis automatizado de varios parámetros que evalúan la muerte
celular permitió seleccionar 257 proteínas que cuando se disminuía su expresión
reducían la toxicidad de la huntingtina en modelos celulares. Con el fin de
validar estos hits y además explorar su efectividad en modelosin vivo, se
realizó un segundo análisis en Drosophila melanogaster. Más comúnmente
conocida como la “mosca de la fruta”, es un modelo muy usado para el estudio de
enfermedades neurodegenerativas que permite realizar análisis genéticos con
relativa facilidad y rapidez. Estos estudios permitieron identificar una
proteína conocida como QPCT o glutaminil ciclasa, cuya inhibición reducía la
toxicidad de la huntingtina así como la formación de agregados intracelulares.
Una estatura baja en la edad adulta está asociada a un mayor riesgo a
sufrir enfermedad coronaria, así como a otros factores relacionados con la
enfermedad, como una elevada presión arterial o niveles altos de colesterol.
Aprovechando los resultados de estudios de asociación del genoma completo en
los que se han identificado variantes genéticas asociadas a la altura, rasgo
con gran componente hereditario, un trabajo llevado a cabo en la Universidad de
Leicester, Reino Unido, ha evaluado en qué medida los genes que determinan la
altura podrían influir también en los procesos que aumentan la susceptibilidad
a desarrollar una enfermedad cardiaca.
Los investigadores llevaron a cabo un estudio de asociación del genoma
completo en el que evaluaron el riesgo a generar embriones con aneuplodías en
parejas que llevaran a cabo diagnóstico genético preimplantacional en embriones
destinados a fecundación in vitro. Así, el ADN parental fue analizado para
identificar las variantes genéticas de un solo nucleótido, SNPs, y los
embriones evaluados sobre la presencia de aneuploidías de origen meiótico o
mitótico.
