Los genes silenciados del cromosoma X vuelven a despertar en un nuevo modelo de ratón

Listo el elevador: Las células de ratón que albergan una versión bioluminiscente de MECP2 también expresan una etiqueta roja fluorescente tras la reactivación farmacológica del cromosoma X (abajo), que normalmente está silenciado./ Cortesía de Mira-Bontembal y Tan, et al.

POR HOLLY BARKER

Fuente: Spectrum | 03/03/2021

Fotografía: Autism Spectrum

Un nuevo modelo de ratón podría acelerar el descubrimiento de terapias activadoras de genes para tratar el síndrome de Rett, relacionado con el autismo

Un nuevo modelo de ratón podría acelerar el descubrimiento de terapias activadoras de genes para tratar el síndrome de Rett, una enfermedad relacionada con el autismo, afirman sus creadores.

El síndrome de Rett surge de mutaciones en el MECP2, un gen del cromosoma X. Estas mutaciones suelen ser mortales poco después del nacimiento en los niños, que sólo tienen un cromosoma X y, por tanto, no tienen una copia de seguridad del gen. Las niñas tienen dos cromosomas X, pero un proceso llamado inactivación aleatoria del X silencia uno de ellos en aproximadamente la mitad de sus células. Como resultado, su copia de seguridad de MECP2 no puede compensar la copia mutada, lo que da lugar a los rasgos principales del síndrome, que incluyen discapacidad intelectual y convulsiones.

Los investigadores han intentado despertar la copia silenciada para tratar la enfermedad. Para probar sus estrategias, suelen acoplar el gen MECP2 al ADN que codifica una proteína fluorescente de medusa. Sin embargo, la señal fluorescente es débil y puede no detectar cambios sutiles en la activación del gen. Otra posibilidad es fusionar el gen con la luciferasa, la enzima bioluminiscente de las luciérnagas. Ésta es más brillante y sensible, pero la voluminosa proteína puede alterar la función de la proteína MECP2.

En el nuevo modelo de ratón, los investigadores fusionaron el gen MECP2 con un ADN que codifica una versión nano de la luciferasa que, a pesar de ser más compacta, emite 100 veces más luz que la original. Puede detectar cambios más pequeños en la reactivación de MECP2 y es menos probable que altere la función de la proteína MECP2, afirma el investigador del estudio Antonio Bedalov, profesor de medicina del Centro de Investigación del Cáncer Fred Hutchinson de Seattle (Washington). Los ratones también expresan una proteína roja fluorescente cuando la versión bioluminiscente de MECP2 está activa; esa etiqueta permite a los investigadores rastrear qué células llevan el gen modificado.

Bedalov y sus colegas criaron ratones hembra para que albergaran la versión bioluminiscente de MECP2 en su copia silenciada del cromosoma X. A continuación, el equipo extrajo las células madre neurales de los ratones, las cultivó en placas y las trató con cuatro compuestos que se sabe que reactivan el MECP2.

Los investigadores suelen utilizar fibroblastos de ratón en este tipo de experimentos, pero las células madre neurales son más relevantes para el síndrome de Rett, afirma el investigador del estudio Hegias Mira-Bontenbal, profesor asociado del Centro Médico Erasmus de Rotterdam (Países Bajos).

Sólo uno de los compuestos que Mira-Bontenbal y sus colegas utilizaron, llamado 5-azacytidina, logró encender las células madre neurales, señalando la reactivación de MECP2. El fármaco actúa bloqueando la adición de una enzima a las etiquetas represivas del ADN que desactivan los genes. La combinación del fármaco con cadenas cortas de nucleótidos que inhiben una molécula implicada en el silenciamiento del cromosoma X potenció aún más la expresión de MECP2.

Para determinar cuántos otros genes a lo largo del cromosoma X se reactivaron también con el tratamiento, los investigadores aprovecharon la variación genética entre los dos cromosomas X: los ratones criados heredaron un X de una cepa de ratones argelinos llamada Cast/EiJ y el otro X de un ratón de laboratorio C57BL/6 estándar. Estos dos conjuntos de ratones son tan parecidos genéticamente entre sí como las personas a los chimpancés, afirma Bedalov.

La secuenciación de los genes activos del cromosoma X y la búsqueda de tramos de nucleótidos exclusivos de los ratones argelinos revelaron la reactivación de otros 85 genes. El estudio se publicó en febrero en Stem Cell Reports.

Según Mira-Bontenbal, otros grupos ya están utilizando las líneas celulares derivadas de los ratones para investigar cómo las diferentes mutaciones de MECP2 afectan al funcionamiento de la proteína y a la rapidez con la que se degrada, lo que arroja luz sobre cómo progresa la enfermedad a nivel celular.

Mira-Bontenbal dice que él y sus colegas pretenden probar cientos de compuestos químicos para evaluar su capacidad de reactivar la MECP2, un proceso que, por otra parte, requiere mucho trabajo. El equipo está creando un sistema similar de nano-luciferasa en células humanas para ver si las terapias farmacológicas se trasladan a las personas.

Mientras tanto, Bedalov y sus colegas están utilizando una versión modificada de CRISPR para eliminar las etiquetas represivas de MECP2, con la esperanza de reactivar MECP2 sin activar otros genes. Planean probar la eficacia de ese método utilizando el modelo de ratón, dice Bedalov.

Cite este artículo: https://doi.org/10.53053/XHXT2388

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