Publicado 18/02/2020 7:39:40CET

Las repeticiones genéticas que causan enfermedades ayudan a las neuronas humanas a funcionar

El ADN, que tiene una estructura de doble hélice, puede tener muchas mutaciones y variaciones genéticas.
El ADN, que tiene una estructura de doble hélice, puede tener muchas mutaciones y variaciones genéticas. - NIH - Archivo

MADRID, 18 Feb. (EUROPA PRESS) -

Un equipo del Michigan Medicine, el centro médico de la Universidad de Michigan, ha descubierto que las repeticiones en el gen que causa el Síndrome X Frágil normalmente regulan cómo y cuándo se producen las proteínas en las neuronas. Este proceso, según publican los investigadores en la revista 'Nature Neuroscience', puede ser importante para el aprendizaje y la memoria en estas células nerviosas y potencialmente en las personas.

Más de la mitad del genoma está hecho de elementos repetitivos dentro del ADN. En casos raros, estas repeticiones pueden volverse inestables y aumentar de tamaño y cuando se repiten causan enfermedades neurodegenerativas como ELA y demencia, así como trastornos de aprendizaje y autismo en el síndrome de X frágil.

La investigación hasta la fecha se ha centrado en cómo estas repeticiones expandidas causan enfermedades, pero se ha prestado poca atención a las repeticiones mismas y si pueden tener funciones normales en los genes.

"Las repeticiones funcionan como un interruptor, ralentizando la producción de proteínas y luego volviendo a encender las cosas rápidamente", explica el investigador principal Peter Todd, profesor asociado de Neurología en Michigan Medicine.

Este estudio primero utilizó roedores y luego creó neuronas humanas a partir de células madre de pacientes. Los científicos descubrieron que la repetición y su traducción al comienzo del gen X frágil ralentizan la producción de la proteína X frágil, que es importante en el aprendizaje y la memoria.

Sin embargo, cuando se estimulan las neuronas, esta traducción repetida desaparece y los niveles de proteína X frágil aumentan en las sinapsis (las conexiones entre las células nerviosas), lo que sugiere que la repetición y su traducción regulan esta producción local de proteínas.

Armado con este descubrimiento sobre cómo funciona normalmente la repetición, el equipo trabajó con la compañía Ionis Pharmaceuticals para desarrollar un oligonucleótido en antisentido (ASO, por sus siglas en inglés), una cadena corta de ADN modificado que puede dirigirse específicamente a las transcripciones de un gen defectuoso para corregir una anormalidad.

Los ASO de Ionis están diseñados para unirse con precisión al ARN, deteniendo el proceso de creación de una proteína que causa enfermedades que podría bloquear la traducción de repeticiones de Fragile X expandidas que son tóxicas para las neuronas y causan enfermedades humanas.

Este ASO ha producido dos resultados notables. Primero, disminuyó la toxicidad que estas repeticiones causaron en las neuronas humanas y de roedores. En segundo lugar, este bloqueo de la traducción repetida desencadenó un gran aumento en la proteína X frágil, cuya pérdida causa el síndrome X frágil. "Los resultados sugieren que hemos corregido simultáneamente dos de los grandes problemas que ocurren en los trastornos asociados con la X frágil", explica Todd.

Esta investigación ofrece una nueva vía hacia los tratamientos en esta clase de enfermedades neurológicas. "Para desarrollar una nueva estrategia de tratamiento, realmente necesitábamos comprender la biología nativa de cómo funcionan estas repeticiones y por qué están allí en primer lugar", señala Todd.

"El estudio se realizó en placas de laboratorio, por lo que todavía hay un largo camino por recorrer antes de que se pueda probar en pacientes --admite--, pero avanzar en nuestra comprensión de la biología normal de las células nerviosas es un paso crucial para encontrar curas".

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