Investigadores de la Universidad Hebrea de Jerusalem reconocieron cientos de genes vitales para el desarrollo cerebral temprano, descubriendo que solo una pequeña parte está vinculada a trastornos conocidos, lo que sugiere que muchas causas genéticas del autismo y del retraso del desarrollo aún son desconocidas.
Itongadol/Agencia AJN.- Investigadores de la Universidad Hebrea de Jerusalem (HU, por sus siglas en inglés) identificaron cientos de genes esenciales para el desarrollo cerebral temprano y descubrieron un trastorno genético previamente desconocido vinculado a un grave deterioro del neurodesarrollo.
Así lo reveló un estudio publicado en Nature Neuroscience, que utilizó pantallas de edición génica CRISPR a gran escala para desactivar sistemáticamente casi todos los genes en células madre embrionarias de ratón a medida que se desarrollaban en neuronas.
El enfoque permitió a los científicos determinar qué genes son críticos para la formación, diferenciación y migración de las células nerviosas, procesos que, cuando se alteran, pueden conducir al autismo y a otros trastornos del neurodesarrollo.
Dirigido por el profesor Sagiv Shifman, el equipo de investigación encontró que cientos de genes son indispensables para el desarrollo neuronal normal, pero que solo una pequeña fracción está actualmente asociada con trastornos del desarrollo cerebral conocidos. Los hallazgos sugieren que muchos genes causantes de enfermedades todavía no fueron detectados.
A su vez, los investigadores también identificaron patrones claros en cómo diferentes genes contribuyen a la enfermedad. Los genes que regulan a otros genes, como los reguladores de transcripción y cromatina, se vinculan con mayor frecuencia a trastornos dominantes, en los que una mutación en una sola copia de un gen puede causar enfermedad.
En cambio, los genes involucrados en procesos metabólicos se asociaron típicamente con trastornos recesivos, que requieren mutaciones en ambas copias del gen.
Para validar sus hallazgos, el equipo estudió ocho genes en modelos de ratón —incluyendo PEDS1, EML1 y SGMS1— y encontró anomalías importantes en la estructura cerebral. En cuatro de los casos, los ratones desarrollaron microcefalia, una condición caracterizada por un cerebro anormalmente pequeño.
Un gen, PEDS1, surgió como particularmente significativo. El gen juega un papel clave en la producción de plasmalógenos, una clase de lípidos esenciales para las membranas celulares y el tejido nervioso. Cuando PEDS1 fue desactivado en ratones, las células cerebrales salieron demasiado pronto del ciclo celular y no lograron diferenciarse y migrar correctamente, afectando gravemente el desarrollo cerebral.
Basándose en estos resultados, los investigadores buscaron cambios genéticos similares en humanos y constataron una mutación inusual que afecta ambas copias de PEDS1 en individuos de dos familias no relacionadas. Los niños afectados presentaban microcefalia, retraso global del desarrollo y cataratas congénitas, una combinación de síntomas no vinculada previamente a este gen.
El descubrimiento establece a PEDS1 como la causa de un trastorno del desarrollo cerebral recién caracterizado y destaca cómo la detección funcional del genoma puede vincular la investigación básica con el diagnóstico clínico.
Además, los investigadores indicaron que su mapa genético del desarrollo neuronal podría ayudar a los médicos a interpretar resultados complejos de pruebas genéticas en niños con condiciones del desarrollo no explicadas.
El conjunto completo de datos difundió con el objetivo de que científicos de todo el mundo identifiquen genes adicionales involucrados en trastornos del desarrollo cerebral.
El estudio involucró a investigadores de Israel, Francia y Japón e incluyó contribuciones de la profesora Tamar Harel, la Dra. Galya Monderer-Rothkoff, Alana Amelan, Ahd Salim y Elad Dvir en la HU.
Fuente: Ynet News.