La esclerosis lateral amiotrófica (ELA) es una enfermedad neurodegenerativa que afecta a las neuronas del cerebro y la médula espinal provocando la pérdida del control muscular. Un estudio de la Universidad de Barcelona ha diseñado una potencial estrategia terapéutica para abordar esta patología que todavía no tiene tratamiento. Se trata de una trampa molecular que evita que uno de los compuestos peptídicos causantes de la ELA genética más común, el dipéptido polyGR, provoque sus efectos tóxicos en el organismo. Los resultados muestran que esta estrategia reduce la muerte de las neuronas de los pacientes y en un modelo animal (moscas del vinagre) de la enfermedad.

Los primeros autores de esta investigación internacional publicada en la revista Science Advances son los expertos Juan Alberto Ortega Cano, de la Facultad de Medicina y Ciencias de la Salud y el Instituto de Neurociencias (UBneuro) de la UB, e Ivan Sasselli, del Centro de Física de Materiales (CSIC-UPV/EHU). También han participado investigadores de la Universidad de Zaragoza y la Northwestern University (Estados Unidos), entre otros.

Una de las causas genéticas más frecuentes de la ELA es la mutación en el gen C9orf72, ya que se encuentra en aproximadamente el 33 % de los pacientes afectados por la ELA familiar y el 5 % de los afectados por la ELA esporádica en España. En estos pacientes se generan unos dipéptidos con gran cantidad de cargas positivas que generan efectos altamente tóxicos en las neuronas motoras. En la primera parte del estudio, los investigadores combinaron técnicas computacionales y experimentales para mejorar la comprensión molecular de estos dipéptidos y cómo producen este proceso patológico.

Una unión tóxica para las neuronas

Los resultados mostraron que la toxicidad de estos compuestos se debe en parte a los que se unen al ARN ribosomal (ARNr), una molécula que participa en el proceso de traducción de la información genética y la síntesis de proteínas en la célula. «Hemos visto que estos dipéptidos, especialmente los ricos en el aminoácido arginina (poli-glicina-arginina o poly-GR), se unen a una región concreta del ARNr afectando a la biosíntesis de ribosomas (pequeñas estructuras que se encargan de sintetizar las proteínas de nuestro organismo) y la traducción de proteínas en neuronas motoras humanas, produciendo la muerte de estas», explica el profesor Juan Alberto Ortega Cano. «Además —añade el investigador— esta interacción de los poly-GR con el ARNr es mucho más fuerte que la interacción del poly-GR con otras proteínas ribosomales que se habían descrito previamente en otros estudios, y explica por qué estos dipéptidos tienen gran afinidad en unirse a los ribosomas de las células».

Ante estos resultados, los investigadores diseñaron una estrategia innovadora para engañar a los dipéptidos poly-GR y reducir su toxicidad. Crearon una trampa, una molécula que imitaba la secuencia específica del ARNr con la que se unen los poly-GR durante el proceso patológico, con el objetivo de evitar así los efectos neurotóxicos de esta unión. La aplicación de esta estrategia en neuronas derivadas de tejido de pacientes in vitro y en modelos de la enfermedad (moscas del vinagre) in vivo muestran que «reduce los defectos en la biosíntesis de ribosomas en la traducción de proteínas y la toxicidad en células que expresan poly-GR, así como la muerte en motoneuronas de pacientes de ELA con mutaciones en el gen C9orf72,», detalla el investigador.

Aunque todavía queda mucha investigación por validar y comprender completamente el funcionamiento de esta estrategia, los investigadores señalan en el artículo que estos resultados, prometedores, refuerzan la idea de que el uso de trampas de ARN es útil «no solamente para estudiar las interacciones ARN-proteína, sino también para proteger a las neuronas de los efectos perjudiciales de proteínas anómalas que se generan en otras enfermedades neurodegenerativas».

Referencia

Ortega JA, Sasselli IR, Boccitto M, Fleming AC, Forturna TR, Li Y, et al. CLIP-Seq analysis enables the design of protective ribosomal RNA bait oligonucleotides against C9ORF72 ALS/FTD poly-GR pathophysiology. Sci Adv[Internet]. 2023[citado 15 nov 2023]; 10;9(45):eadf7997. doi: 10.1126/sciadv.adf7997. Epub 2023 Nov 10.

17 noviembre 2023 | Fuente: EurekAlert| Tomado de Comunicado de Prensa

El avance, que podría ayudar en la investigación de desórdenes genéticos, pone de relieve la rapidez con la que la ciencia en este campo ha superado a la legislación.

Un equipo de científicos ha creado embriones humanos sintéticos empleando células madre, sin la necesidad de recurrir a óvulos o esperma, un avance revolucionario que podría potencialmente ayudar en la investigación de desórdenes genéticos.

Según recoge este jueves (15.05.2023) el diario británico The Guardian, se trata de un innovador paso hacia adelante en la ciencia e investigación que plantea, sin embargo, al mismo tiempo, dilemas éticos y problemas legales.

Expertos del Reino Unido y Estados Unidos indican que estos embriones modelo, que se asemejan a los que se encuentran en las fases más tempranas del desarrollo humano, podrían proporcionar, por ejemplo, una «ventana crucial» en las causas biológicas de los abortos recurrentes.

Sin corazón latente ni cerebro

Estas estructuras no tienen un corazón latente ni el comienzo de un cerebro, aunque incluyen células que típicamente continuarían formando la placenta, el saco vitelino y el mismo embrión.

«Podemos crear modelos similares a los embriones humanos reprogramando las células», apunta la profesora Magdalena Zernicka-Goetz, del Instituto de Tecnología de California (Estados Unidos) en una intervención realizada en el marco de un congreso anual en Boston de la Sociedad Internacional para Investigación de Células Madre.

Según esto, no existe ahora la perspectiva a corto plazo de que estos embriones sintéticos vayan a ser empleados clínicamente y sería ilegal implantarlos en el útero de una paciente. Tampoco está claro todavía si estas estructuras tienen el potencial de continuar madurando más allá de las fases más tempranas de desarrollo.

La ciencia supera la legislación

De acuerdo con el medio británico, el avance pone de relieve la rapidez con la que la ciencia en este campo ha superado a la legislación, y los científicos del Reino Unido y otros países ya se están movilizando para elaborar directrices voluntarias que regulen el trabajo con embriones sintéticos.

En otra comparecencia en dicho congreso, el responsable de biología de células madre y genética del desarrollo en el Instituto Francis Crick (Londres), Robin Lovell-Badge, dijo que «la idea es que si empleamos células madre para realmente modelar el desarrollo embrionario normal humano, se puede obtener muchísima información sobre cómo comenzamos el desarrollo, lo que puede ir mal, sin tener que usar embriones en su fase temprana para la investigación».

Referencia

The Guardian. Scientists create synthetic human embryos in stem cell breakthough[Internet][citado 6 nov 2023, actualizado 2023]. Disponible en: https://www.theguardian.com/science/2023/jun/14/synthetic-human-embryos-created-in-groundbreaking-advance

7 noviembre 2023|Fuente: DW.com| Tomado de Ciencia |global

Una investigación puntera en terapia génica, basada en el sistema de edición genética CRISPR-Cas9, permite insertar genes con precisión, lo que ofrece esperanzas para muchos trastornos genéticos como la inmunodeficiencia combinada grave (IDCG), que afecta a los lactantes. La investigación, cuyos detalles se publican este viernes en la revista Nature Communications, ha sido realizada por científicos de la Universidad Bar-Ilan de Israel.

La IDCG es un grupo de enfermedades hereditarias del sistema inmunitario causadas por mutaciones genéticas que provocan anomalías en los linfocitos T y linfocitos B, dos tipos de glóbulos blancos necesarios para que el sistema inmune proteja al cuerpo de las infecciones. Si no se trata, la IDCG resulta mortal en el primer año de vida.

El tratamiento convencional consiste en un trasplante de sangre o de células madre hematopoyéticas (TCMH) para reconstruir el sistema sanguíneo del bebé, pero la dificultad de encontrar donantes compatibles y algunas complicaciones, como la enfermedad de injerto contra huésped (EICH), son importantes obstáculos.

Una solución innovadora ha surgido con la llegada de la edición del genoma mediante el uso de la tecnología CRISPR-Cas9, que ofrece esperanzas para muchos trastornos genéticos como la IDCG. El sistema CRISPR-Cas9 crea roturas de doble cadena específicas en el ADN, lo que permite la edición precisa de genes.

Este sistema de reparación puede alterar un gen específico o corregirlo, lo que permite atacar casi cualquier gen del genoma. Este avance abre la puerta a intervenciones terapéuticas para una amplia gama de enfermedades genómicas. El nuevo estudio presenta una prometedora técnica de edición genómica, la GE mediada por reparación homológica CRISPR-Cas9 (HDR), que ofrece la posibilidad de insertar genes con precisión. En ciertos subtipos de IDCG, una alternativa al tratamiento convencional (trasplante) puede ser la inserción genética convencional CRISPR-Cas9 mediada por HDR, pero conlleva riesgos inherentes, especialmente en los casos de IDCG causados RAG2.

RAG2 es una nucleasa que interviene en el corte del ADN durante el desarrollo de los linfocitos, y la inserción génica mediada por HDR CRISPR-Cas9 puede dar lugar a una actividad descontrolada de la nucleasa RAG2 y a variaciones estructurales perjudiciales. Para evitarlo, investigadores de la Universidad Bar-Ilan de Israel han propuesto una novedosa estrategia de sustitución, denominada ‘GE x HDR 2.0: Buscar y reemplazar’.

Este enfoque combina la edición del genoma mediada por CRISPR-Cas9 con vectores donantes de ADN adenoasociado recombinante de serotipo 6 (rAAV6) para sustituir con precisión la secuencia codificante de RAG2 y preservar los elementos reguladores. Esta estrategia puede aplicarse también a otros genes causantes de enfermedades. Para Ayal Hendel, de la Facultad de Ciencias de la Vida Goodman de la Universidad Bar-Ilan, esta técnica innovadora ‘aporta esperanza a los pacientes con RAG2-SCID y es prometedora para el tratamiento de otros trastornos genéticos’.

Referencia

Allen D, Knop O, Itkowitz B, Kalter N, Rosenberg M, Lancu O, et al. CRISPR-Cas9 engineering of the RAG2 locus via complete coding sequence replacement for therapeutic applications. Nat Commun[Internet]. 2023[citado 2 nov 2023]; 14(1): 6771. https://doi.org/10.1038/s41467-023-42036-5

2 noviembre 2023 |Fuente: EFE |Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Un estudio genético a gran escala sobre la biología de la migraña ha detectado variantes genéticas que protegen contra este trastorno de dolor crónico, abriendo un camino prometedor para el desarrollo de nuevos fármacos frente a esta patología dolorosa, que afecta, aproximadamente, al 20 % de los adultos.

El descubrimiento, que publica este jueves la revista Nature Genetics, es fruto del análisis de datos genéticos de 1,3 millones de participantes, 80 000 de ellos con diagnóstico de migraña, por parte de un equipo de científicos internacionales, dirigido por la empresa biofarmacéutica islandesa de Code Genetics.

Los investigadores se han centrado en detectar variantes genéticas asociadas a los dos subtipos principales de esta patología: migraña con aura (también llamada migraña clásica) y migraña sin aura. En total, han visto 44 variantes genéticas asociadas con la migraña, 12 de ellas identificadas por primera vez. Entre las 44, han observado cuatro nuevas asociaciones de variantes genéticas con migraña con aura y 13 variantes asociadas con la migraña sin aura, lo que indica que hay varios genes que afectan a uno de los subtipos de migraña más que al otro y abre vías a desarrollos terapéuticos mejor focalizados.

Los investigadores han profundizado en el estudio de tres variantes genéticas raras con grandes efectos que apuntan a diferentes patologías subyacentes a los distintos tipos de migraña, según informa la revista científica. Han comprobado, por ejemplo, una variante rara en el gen PRRT2 asociada a un elevado riesgo de padecer migraña con aura y de otra enfermedad cerebral, la epilepsia, pero que sin embargo no implica riesgo de migraña sin aura.

En otro gen conocido por desempeñar un papel clave en la sensación de dolor (el SCN11A) los científicos han detectado variantes genéticas de pérdida de función de malestar que están asociadas a efectos de protección contra la migraña.

Otra variante genética rara indica que otro gen (KCNK5) confiere una gran protección contra la migraña grave y los aneurismas cerebrales, lo que, a juicio de los científicos, identifica una vía común entre ambas enfermedades y podría implicar que algunos casos de aneurismas cerebrales tempranos puedan clasificarse erróneamente como migraña.

La migraña es uno de los trastornos de dolor crónico más frecuentes en todo el mundo, y aunque estudios genéticos previos habían permitido avanzar hacia medicamentos más eficaces, no siempre funcionan para los distintos tipos de migraña.

Los científicos participantes en este estudio pertenecen al biobanco Hospitalario de Copenhague y al Banco de Sangre Danés; al estudio HUSK en Noruega; al estudio Intermountain Health en EEUU; al Biobanco del Reino Unido; al estudio FinnGen de Finlandia, y a deCODE Genetics en Islandia.

Referencia

Bjornsdottir G, Chalmer MA, Stefansdottir L, Skuladottir S, Einarsson G, Andresdottir M, et al. Rare variants with large effects provide functional insights into the pathology of migraine subtypes, with and without aura. https://www.nature.com/articles/s41588-023-01538-0[Internet].2023[citado 2 nov 2023].Disponible: https://doi.org/10.1038/s41588-023-01538-0

2 noviembre 2023 |Fuente: EFE |Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Los niños con un riesgo genético de trastorno del espectro autista (TEA) tienden a pasar horas al día pegados a sus pantallas, pero los investigadores dicen que eso no significa que el tiempo frente a la pantalla cause TEA.

Los investigadores también encontraron que los niños con trastorno por déficit de atención e hiperactividad (TDAH) aumentaron gradualmente su tiempo frente a la pantalla a medida que crecían, incluso si comenzaron con niveles bajos de tiempo en pantalla inicialmente.

«Aunque se ha sugerido que largos períodos de tiempo frente a la pantalla en la infancia pueden ser una causa de TEA/TDAH, los resultados de este estudio sugieren que algunas personas pueden tener una disposición genética para usar pantallas debido al TEA», dijo el investigador principal, el Dr. Nagahide Takahashi. Él es profesor asociado de medicina en la Universidad de Nagoya en Japón.

«El tiempo frente a la pantalla puede ser un signo temprano de TEA, más que una causa, ya que los niños con TEA a menudo se sienten más atraídos por los objetos que por las personas», agregó en un comunicado de prensa de la universidad.

«Los médicos deben saber que no es justo concluir que el tiempo prolongado frente a la pantalla es un factor de riesgo para el desarrollo de TEA», explicó Takahashi.

La mayoría de las personas pasan más tiempo en dispositivos digitales, incluidos smartphones, computadoras, televisores y sistemas de videojuegos. Los investigadores dijeron que esto es especialmente cierto para los niños con trastornos del neurodesarrollo.

En colaboración con colegas de la Universidad de Hamamatsu, el equipo de Takahashi examinó 6.5 millones de diferencias en el ADN de 437 niños para determinar la susceptibilidad genética al TEA y al TDAH.

Los investigadores luego calcularon un índice de riesgo genético que considera el número y el tamaño de los efectos de los cambios en los genes asociados con TEA/TDAH.

Ese índice se comparó entonces con la cantidad de tiempo que un grupo de niños pequeños de 18, 32 y 40 meses de edad pasaban usando dispositivos con pantallas.

Los investigadores descubrieron que los niños con una mayor susceptibilidad genética al TEA usaban dispositivos con pantallas más tiempo desde la primera infancia, hasta más de 4 horas al día. También encontraron que los niños con TDAH usaban más y más pantallas a medida que crecían.

«En general, aquellos con un riesgo genético de TEA tenían 1.5 veces más probabilidades de estar en el grupo con alrededor de tres horas de tiempo frente a la pantalla por día, y 2.1 veces más probabilidades de estar en el grupo con más de cuatro horas de tiempo frente a la pantalla», dijo Takahishi.

Takahashi advirtió contra la sobreexposición de los niños con TDAH a las pantallas.

«Nuestros resultados sugieren que los niños en riesgo de TDAH están en riesgo de tener demasiado tiempo frente a la pantalla, especialmente porque la adicción a los videojuegos es común», dijo. «Dado que el tiempo frente a la pantalla tiende a ser más largo para los niños que son particularmente susceptibles al TDAH, los padres y cuidadores deben tener cuidado con esto y comprometerse antes de que se convierta en un problema».

Takahashi dijo que los hallazgos, publicados recientemente en la revista Psychiatry Research, pueden ayudar a los padres a manejar el comportamiento de los niños.

«Los padres de niños con trastornos del neurodesarrollo pueden sentirse culpables o ser criticados por otros por permitir que sus hijos pasen tiempo frente a la pantalla», dijo. “Sin embargo, recomendaríamos ofrecer ayuda a los cuidadores, incluyendo ofrecer estrategias alternativas de manejo del comportamiento”.

Referencia

Takahashi N, Tsuchiya KJ,  Okumura A, Harada T, Iwabuchi T, Rahman S, et al. The association between screen time and genetic risks for neurodevelopmental disorders in children. Psychiatry Res[Internet].2023[citado 1 nov 2023]; 327: 115395. https://doi.org/10.1016/j.psychres.2023.115395.

2 noviembre 2023| Fuente: HealthDay| Tomado de Noticias de Salud

Hasta un 3% de la población podría ser portadora de un polimorfismo genético que aumenta el riesgo de inflamación, según indica un reciente estudio del Instituto Walter y Eliza Hall de Australia.

El polimorfismo genético, localizado en el gen MLKL, está relacionado con la necroptosis, un tipo de muerte celular que se activa en respuesta a la presencia de patógenos. La necroptosis es un proceso especialmente dramático para las células, qué prácticamente explotan y liberan al exterior todo su contenido. Mediante esta respuesta, que tiene un efecto altamente inflamatorio, se previene la transmisión de patógenos, al tiempo que se alerta al organismo de su presencia.

MLKL codifica para una proteína que regula uno de los últimos pasos activadores de la necroptosis. Cuando MLKL no funciona correctamente se compromete la capacidad de las células para activar la necroptosis. Consecuentemente, diferentes variantes genéticas que reducen su función se han relacionado con enfermedades humanas.

Recientemente, los investigadores del Instituto Walter y Eliza Hall de Australia han caracterizado una variante, MLKL S132P, que aumenta la función de MLKL. Esta circunstancia también puede resultar perjudicial, al generar una respuesta inflamatoria excesiva. De hecho las personas portadoras de esta variante muestran diferentes perfiles de enfermedad inflamatoria.

La variante de aumento de función interfiere con un mecanismo regulador de MLKL

Como mecanismo de seguridad la función de MLKL puede ser regulada de forma endógena por la célula (o exógena con ciertos fármacos), a través de una modificación que consiste en una fosforilación en la serina 83 de la proteína, que inhibe a MLKL.

En diversos experimentos con células humanas los investigadores observaron que la variante MLKL S132P convierte a MLKL en resistente a esta fosforilación y aumenta su función activando la muerte celular. Además, en modelos de ratón con la mutación equivalente, el equipo detectó anomalías en la hematopoyesis de emergencia que se inicia en respuesta a infección o inflamación para generar más células inmunitarias, así como una capacidad alterada para defenderse frente a la infección por el patógeno Salmonella.

Implicaciones de los resultados

A partir de los resultados obtenidos los investigadores plantean que la presencia de la variante MLKL S132P puede influir en el riesgo a desarrollar enfermedades inflamatorias o tener reacciones graves ante ciertas infecciones, en combinación con otros factores como el estilo de vida, la exposición a patógenos y otras variantes genéticas.

“Todavía no hemos etiquetado esta variante del gen MLKL con ninguna enfermedad en particular, pero vemos un potencial real de que se combine con otras variantes genéticas, y otras señales ambientales, para influir en la intensidad de nuestra respuesta inflamatoria”, ha señalado Joanne Hildebrand, investigadora del Instituto Walter y Eliza Hall y directora del proyecto.

“Para la mayoría de nosotros, el MLKL se detiene cuando el cuerpo le dice que pare, pero el 2-3% de las personas tienen una forma de MLKL que es menos sensible a las señales de parada”, ha destacado el Sarah Garnish, investigadora del Instituto Walter y Eliza Hall y primera firmante del trabajo. “Aunque el 2-3 % no parece mucho, si tenemos en cuenta la población mundial, esto suma muchos millones de personas portadoras de una copia de esta variante genética”.

Por otra parte, por su papel en la necroptosis, investigaciones previas habían sugerido que MLKL podría ser una diana de interés para el desarrollo de fármacos para enfermedades inflamatorias. En este escenario deberá considerarse o evaluarse si estos fármacos también son efectivos en las personas portadoras de una variante de ganancia de función como MLKL S132P. Especialmente, si los fármacos están dirigidos a inhibir la fosforilación en la posición Ser 86.

Otra cuestión a resolver es por qué se ha mantenido la variante en la especie humana. Una posible explicación es que tenga un efecto beneficioso. “Los cambios genéticos de este tipo no suelen acumularse en la población a lo largo del tiempo, a menos que haya una razón para ello: generalmente se transmiten porque hacen algo bueno”, explica el Dr. Garnish. “Estamos estudiando las desventajas de tener este cambio genético, pero también buscamos las ventajas”.

Referencia

Garnish SE,  Martin KR, Kauppi M, Jackson VE, Ambrose R, Ven Eng V, et al. A common human MLKL polymorphism confers resistance to negative regulation by phosphorylation. Nat Commun[Internet]. 2023[citado 29 oct 2023];28;14(1):6046. doi: http://dx.doi.org/10.1038/s41467-023-41724-6.

30 octubre 2023 | Fuente: Genotipia| Tomado de Genética Médica