Investigadores encuentran las causas genéticas de un extraño trastorno neurológico

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Investigadores encuentran las causas genéticas de un extraño trastorno neurológico

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Científicos hallaron la causa genética de un trastorno neurológico de difícil diagnóstico. Su hallazgo involucra el uso de avanzadas técnicas que permiten convertir células sanguíneas en neuronas. Los detalles fueron publicados en Nature Communications.

Un diagnóstico difícil

Este trastorno neurológico se caracteriza por síntomas como el retraso en el desarrollo y ataxia, es decir, pérdida de coordinación. Sin embargo, estos síntomas dificultan en extremo su diagnóstico acertado y, muchos niños  deben ser derivados a clínicas neurogénicas. Por eso, especialistas del Children’s Hospital de la Universidad de Pittsburgh, dedican su carrera a encontrar las causas genéticas estas enfermedades de difícil diagnóstico.

Una investigación liderada por el Dr. Udai Pandey, profesor asociado de la Escuela de Medicina de la Universidad de Pittsburgh, muestra que el trastorno es causado por mutaciones en un gen, denominado GEMIN5. Éste, codifica a una proteína, que forma parte de un importante complejo proteico, clave en el metabolismo del ARN en las neuronas.

El correcto metabolismo de ácido ribonucleico es determinante para la formación de proyecciones neuronales, llamadas dendritas y axones. Es la primera vez que GEMIN5 es relacionado con alguna enfermedad. Por otro lado, es importante mencionar que la alteración de otra proteína del mismo complejo genera una terrible enfermedad, llamada atrofia muscular espinal (AME) que ataca a las neuronas motoras de la médula espinal.

Estructura de una neurona
Las dentritas (2) y axón (8) son las principales estructuras neuronales afectadas por las mutaciones en GEMIN5. (CogniFit Research)

Reprogramando células

El equipo de investigación se encontraba ante un verdadero desafío, así que para llevar a cabo el estudio pidieron la cooperación de pediatras, genetistas y neurólogos de todo el mundo y consiguieron recolectar datos de 30 pacientes y sus familias en 12 países diferentes

Uno de los primeros retos a los que se enfrentaron fue el aislamiento de neuronas. Es imposible extraer tejido nervioso de una persona viva para estudiar células neuronales. A pesar de ello, recolectaron  muestras de sangre de pacientes pediátricos cuyo diagnóstico fue imposible de realizar y que fueron derivados.

Las muestras se procesaron en el laboratorio con el fin de aislar células sanguíneas denominadas PBMC (célula mononuclear de sangre periférica). A continuación utilizaron técnicas avanzadas de reprogramación celular. Primero, usaron los protocolos de Stem Cell Core Facility para generar células madres pluripotentes inducidas (iPSC) a partir de las células PBMC. Luego usaron un kit reprogramación celular para convertir a las células iPSC en células neuronales.

A partir de entonces, los investigadores estuvieron listos para analizar el genoma de las células neuronales (programadas) de los pacientes y compararlas con las de sus familiares no afectados. Los resultados revelaron que las manifestaciones neurológicas de la enfermedad estaban relacionadas con mutaciones en el gen GEMIN5. En concreto, se identificaron 26 mutaciones, las que alteran la estructura proteica.

Adicionalmente, analizaron un gen de la mosca de fruta análogo al GEMIN5 humano. Descubrieron que la supresión de dicho gen en las primeras etapas del ciclo de su vida es mortal. No obstante, si la supresión ocurre más tarde, causa un retraso drástico en su desarrollo.

El quipo orgulloso de su trabajo, manifiesta que los resultados obtenidos permitirá que las clínicas y laboratorios genéticos incluyan el gen GEMIN5 y sus mutaciones en los análisis de trastornos atáxicos. Sin duda, un diagnóstico adecuado cambiará significativamente la vida del paciente.

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