| jueves, 18 de julio de 2013 h |

Científicos de la Escuela de Medicina de la Universidad de Massachusetts, en Estados Unidos, han conseguido neutralizar invitro el cromosoma responsable de la trisomía 21, más conocido como síndrome de Down. Un descubrimiento, publicado en la revista Nature, que allana el camino para estudiar la patología e identificar las vías del genoma implicadas en el trastorno y para, en un futuro, establecer objetivos terapéuticos potenciales.

Y es que, si bien “la última década ha sido testigo de grandes avances en los esfuerzos para corregir los trastornos de un solo gen, la corrección genética de cientos de genes a través de todo un cromosoma extra se ha mantenido fuera del reino de la posibilidad”, destaca Jeanne B. Lawrence, profesora de Biología Celular y del Desarrollo en la Universidad de Massachusetts y autora principal del estudio. De ahí la importancia de estos resultados que, subraya Lawrence, “abren emocionantes y múltiples nuevas vías para el estudio de la enfermedad”.

Para llevar a cabo este trabajo, los investigadores aprovecharon la función de XIST, unos genes de ARN encargados de “apagar” uno de los cromosomas X de las células femeninas. Los XIST se producen temprano en el desarrollo de uno de los dos cromosomas X de la hembra y, a continuación, este único ARN “pinta” el cromosoma X y modifica su estructura de manera que su ADN no puede ser expresado para producir las proteínas y otros componentes, lo que hace inactiva la mayor parte de los genes en el cromosoma extra. Un proceso que ha servido para que estos investigadores hayan conseguido silenciar en el laboratorio la copia extra del cromosoma 21.

Concretamente, Lawrence y Lisa Hall, profesora asistente de investigación de Biología Celular y del Desarrollo en UMMS, lograron insertar el gen XIST en células madre de pluripotencia inducida (iPS) derivadas de células de fibroblastos donadas por un paciente con síndrome de Down. Esta inserción se realizó en un lugar específico en el cromosoma mediante la tecnología ‘nucleasa de dedo de zinc’ (ZFN, en sus siglas en inglés).

Entonces, el ARN a partir del gen XIST insertado reprimió efectivamente los genes en todo el cromosoma extra, volviendo la expresión de genes a niveles casi normales y silenciando eficazmente el cromosoma. Este hallazgo abre varias nuevas vías para estudiar el síndrome de Down en formas que no eran posibles, ya que la determinación de las patologías celulares subyacentes y las vías de genes responsables del síndrome habían sido previamente difíciles de estudiar por la complejidad de la enfermedad y la variación genética y epigenética normal entre las personas y las células.

Por ejemplo, algunos estudios previos sugerían que la proliferación celular en pacientes con síndrome de Down puede verse afectada, pero las diferencias entre las personas y las líneas celulares hacían difícil concluir esto definitivamente. Mediante el control de la expresión del gen XIST, Lawrence y su equipo fueron capaces de comparar cultivos de células, con y sin expresión del cromosoma extra, mostrando que las células con síndrome de Down tienen defectos en la proliferación celular y en la diferenciación celular neuronal. Dos efectos que se invierten al silenciar un cromosoma 21 gracias a XIST.

“Esto pone de relieve el potencial de este nuevo modelo experimental para estudiar una serie de cuestiones diferentes en distintos tipos de células humanas y en modelos de ratones con síndrome de Down”, subrayó Lawrence. “Ahora tenemos una herramienta poderosa para la identificación y el estudio de las patologías celulares y vías afectadas directamente debido a la sobreexpresión del cromosoma 21”, añadió esta investigadora, que con su equipo utiliza ahora esta tecnología para comprobar si “la terapia del cromosoma” puede corregir las patologías observadas en modelos de ratón de síndrome de Down.