Las personas con escoliosis, una torsión de la columna que puede ocurrir como un defecto congénito o más comúnmente comienza durante la adolescencia, ahora están más cerca de una explicación genética para su condición. Un gen hiperactivo, llamado ladybird homeobox 1 LBX1,es el comienzo de una reacción en cadena genética que hace que la columna crezca de manera anormal. El informe de las colaboraciones de la Universidad de Hiroshima, la Universidad de Kyoto, RIKEN y la Universidad de Kanazawa es el primero en demostrar la asociación funcional de la escoliosis con LBX1.
"Ya existe una prueba genética llamada ScoliScore AIS Prognostic Test para adolescentes recientemente diagnosticados con escoliosis para predecir si la curva de la columna vertebral empeorará, lo que puede guiar las decisiones de tratamiento. Estudios como el nuestro que identifican genes importantes para causar escoliosis pueden ayudarDesarrolle aún más esta prueba de pronóstico actual en una prueba genética clínicamente predictiva para identificar la escoliosis antes de que aparezcan los síntomas ", dijo Chisa Shukunami, DDS, PhD, profesora del Departamento de Biología Molecular y Bioquímica de la Universidad de Hiroshima.
El problema
La escoliosis es una enfermedad poligénica: las mutaciones en múltiples genes son responsables y los factores ambientales también pueden ser relevantes. La comunidad científica ya sabe que un conjunto de moléculas, llamado vía de señalización Wnt / PCP, es parcialmente responsable de torcer la columna vertebral en la escoliosisEstos nuevos resultados revelan cómo la vía Wnt / PCP se vuelve problemática y proporcionan información para restaurar la normalidad.
La actividad demasiado pequeña del gen LBX1 no tiene ningún efecto en el desarrollo. Sin embargo, el equipo de investigación sospechó que demasiada actividad LBX1 podría ser problemática. Los científicos realizaron experimentos genéticos utilizando pez cebra, un pequeño pez de agua dulce común en los laboratorios de investigación, para modelar la escoliosis.
Los investigadores manipularon genéticamente el pez cebra para que tuvieran demasiado LBX1 y luego observaron cómo crecían sus espinas. El momento en que comenzó demasiado LBX1 fue importante para la forma en que se desarrollaron los cuerpos de los peces.
escoliosis congénita
Durante el desarrollo embrionario, los grupos de células forman un patrón de imágenes especulares a cada lado del cuerpo y eventualmente se convierten en muchas partes diferentes de la columna vertebral. En los embriones inyectados con LBX1 adicional, las células responsables de convertirse en la columna vertebral y los músculos de la espalda eran más anchasque en peces sanos. Los peces que sobrevivieron el tiempo suficiente desarrollaron huesos deformes en sus espaldas, lo que causó su escoliosis. La escoliosis en humanos no es fatal, pero los investigadores creen que este modelo representa la versión defectuosa de la escoliosis en humanos porque los huesos obviamente están deformes.
escoliosis idiopática del adolescente
Otro grupo de pez cebra se modificó genéticamente para expresar LBX1 adicional a lo largo de toda su vida, pero solo en algunas células, lo que los convierte en lo que los investigadores llaman mosaicos genéticos. Algunos de estos peces desarrollaron huesos con la forma correcta, pero sus espinas aún se curvaban a medida que avanzaban.entraron en la edad adulta. Este modelo es típico de la mayoría de los casos de escoliosis humana, donde no hay signos de problemas hasta que el crecimiento brote justo antes o durante la adolescencia. La escoliosis idiopática del adolescente afecta al 2-4% de todos los niños de 10 a 16 años.
La escoliosis de inicio en la adolescencia en humanos es más común en las niñas. Curiosamente, los investigadores notaron que más peces hembras desarrollaron escoliosis que los peces machos. Las razones por las cuales las hembras son más susceptibles siguen siendo un misterio, pero respaldan aún más la fuerza deel uso de este modelo de pez cebra para estudiar las causas genéticas de la escoliosis.
Ruta a la enfermedad
Un fragmento de ADN que regula LBX1 está mutado, por lo que LBX1 es hiperactivo. El exceso de LBX1 impide la actividad del promotor wnt5b. Un promotor inactivo significa que el gen wnt5b es menos activo. Insuficiente wnt5b significa que el gen RhoA no está activo. Esta cascadao vía de señalización es el enlace entre LBX1 y la escoliosis.
La ruta de señalización de células Wnt / PCP está bien mapeada y ya está implicada en causar escoliosis, pero nadie había conectado aún LBX1 a Wnt / PCP. El equipo de investigadores diseñó experimentos adicionales para ver cómo los genes podrían interactuar.
El gen wnt5b ayuda a controlar múltiples aspectos del crecimiento celular, incluida la regulación de cómo las células se convierten en huesos y músculos al comienzo del desarrollo. La columna vertebral es un complejo interconectado de huesos, nervios y músculos cuya formación y crecimiento depende de una serie de elaboradas regulaciones genéticasEl control inadecuado de wnt5b podría explicar parcialmente las irregularidades esqueléticas que causan la escoliosis.
Desvío para la prevención
Los investigadores decidieron probar si reemplazar artificialmente wnt5b o RhoA podría prevenir la escoliosis y la muerte en los peces que modelan la versión congénita de la escoliosis. Cuando el wnt5b o RhoA se agregó muy temprano en el desarrollo embrionario, el pez tenía una escoliosis significativamente menos grave, pero el otrolas deformidades asociadas aún eran fatales. Es poco probable que este método prevenga o corrija la escoliosis de los adolescentes debido a lo temprano que se debe proporcionar el wnt5b o RhoA para tener un efecto en el enderezamiento de la columna vertebral.
"Es necesaria una mayor comprensión de los mecanismos genéticos que conducen a la escoliosis de inicio en la adolescencia antes de poder diseñar cualquier intervención genética para tratamientos clínicos", dijo el profesor Shukunami.
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Materiales proporcionado por Universidad de Hiroshima . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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