Para permitir el estudio de las causas genéticas del trastorno del espectro autista, un equipo de investigación de la Universidad de Kobe creó un banco de 63 líneas de células madre embrionarias de ratón que contienen las mutaciones más fuertemente asociadas con el trastorno. El logro fue posible al desarrollar un método nuevo y más eficiente para cambiar el genoma de las células madre embrionarias.
Aunque se entiende bien que la genética influye en el desarrollo del trastorno del espectro autista, nadie podría identificar la causa y el mecanismo precisos. Para estudiar los antecedentes biológicos de las enfermedades, los investigadores usan modelos: los modelos celulares nos permiten estudiar cómo los cambios en los genes afectan la forma y la función de la célula, mientras que los modelos animales muestran cómo el cambio en sus componentes celulares afecta la salud y el comportamiento. A pesar de las diferencias significativas entre ratones y humanos, muchos genes que causan enfermedades son muy similares y causan condiciones similares en estas especies. “Sin embargo, uno de los problemas es la falta de un modelo biológico estandarizado para estudiar los efectos de las diferentes mutaciones asociadas con el trastorno del espectro autista. Esto hace que sea difícil averiguar, por ejemplo, si tienen efectos comunes o lo que es específica para ciertos tipos de células”, explica el neurocientífico de la Universidad de Kobe Takumi Toru.
Así, hace doce años, Takumi y su equipo se embarcaron en un viaje para cambiar eso. Siendo expertos en el estudio de modelos de ratones del desorden, combinaron una técnica de manipulación convencional para las células madre embrionarias de ratón, células que se pueden desarrollar en casi cualquier tipo de célula en el cuerpo, con el sistema de edición de genes CRISPR descubierto y fácil de manejar en ese momento, altamente específico y fácil de manejar. Este nuevo método demostró ser altamente eficiente para hacer variantes genéticas de estas células y permitió al equipo de la Universidad de Kobe producir un banco de 63 líneas de células madre embrionarias de ratón de las variantes genéticas más fuertemente asociadas con el trastorno del espectro autista.
En el diario Genómica celularTakumi y su equipo ahora publicaron que podían desarrollar sus células en una amplia gama de tipos y tejidos de células, e incluso generar ratones adultos con sus variaciones genéticas. El análisis de estos solo demostró que sus líneas celulares eran modelos adecuados para estudiar el trastorno del espectro autista. Sin embargo, las líneas celulares también les permitieron realizar análisis de datos a gran escala para identificar claramente genes que son anormalmente activos, y en los cuales los tipos de células este es el caso.
Una de las cosas que el análisis de datos sacó a la luz es que las mutaciones que causan el autismo a menudo dan como resultado que las neuronas no puedan eliminar las proteínas deformes. “Esto es particularmente interesante ya que la producción local de proteínas es una característica única en las neuronas, y la falta de control de calidad de estas proteínas puede ser un factor causal de defectos neuronales”, explica Takumi.
El neurocientífico de la Universidad de Kobe espera que el logro de su equipo, que se haya puesto a disposición de otros investigadores y pueda integrarse flexiblemente con otras técnicas de laboratorio y ajustarse a otros objetivos, sea un recurso invaluable para la comunidad científica que estudia el autismo e intenta encontrar objetivos de drogas. Agrega: “Curiosamente, las variantes genéticas que estudiamos también están implicadas en otros trastornos neuropsiquiátricos como la esquizofrenia y el trastorno bipolar. Por lo tanto, esta biblioteca también puede ser útil para estudiar otras afecciones”.
Esta investigación fue financiada por la Sociedad de Japón para la Promoción de la Ciencia (subvenciones 16H06316, 16F16110, 21H00202, 21H04813, 23KK0132, 23H04233, 24H00620, 24H01241, 24K22036, 17K07119 y 21K07820), la agencia de Japón para la Investigación Medicina y el Desarrollo (Grant (Grant de Investigación y el Desarrollo (Grant de la Medicina (Grant (Grant Según el Continente (Grant Bause (Grant Baid de la Investigación y el Desarrollo (Grant Said de la Investigación Medicina (Grant Said de la Investigación y el Desarrollo (Grant Baid de la Investigación Medicina (Grant y el Desarrollo (Grant Baen JP21WM0425011), la Agencia de Ciencia y Tecnología de Japón (otorga JPMJPF2018, JPMJMS2299 y JPMJMS229B), Centro Nacional del Centro Nacional de Neurología y Psiquiatry (Grant 6-9), Fundación de Investigación de Investigación Smoking, la Fundación de Investigación Bioquímica Tokio, la Fundación de Investigación Bioquímica de Kawano, la Fundación Memorial de Intereses de Promotores de la Intervación de Kawano. Pediatrics, the Taiju Life Social Welfare Foundation, the Tokumori Yasumoto Memorial Trust for Researches on Tuberous Sclerosis Complex and Related Rare Neurological Diseases, and Takeda Pharmaceutical Company Ltd. It was conducted in collaboration with researchers from the RIKEN Center for Brain Science, Radboud University, the RIKEN Center for Integrative Medical Sciences, the Agency for Science, Technology and Research, the RIKEN Center para Biosystems Dynamics Research y la Universidad de Hiroshima.
La Universidad de Kobe es una universidad nacional con raíces que se remontan a la Escuela Comercial Kobe Higher fundada en 1902. Ahora es una de las principales universidades de investigación integrales de Japón con casi 16,000 estudiantes y casi 1,700 profesores en 11 facultades y escuelas y 15 escuelas graduadas. Combinando las ciencias sociales y naturales para cultivar líderes con una perspectiva interdisciplinaria, la Universidad de Kobe crea conocimiento y fomenta la innovación para abordar los desafíos de la sociedad.
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