La creación de una terapia génica eficaz para las enfermedades hereditarias requiere tres pasos clave. Primero, los científicos deben identificar y caracterizar la enfermedad. En segundo lugar, deben encontrar el gen responsable. Y finalmente, deben encontrar una manera de corregir el deterioro.
Hace cuatro años, un equipo de la Universidad de Pensilvania, en colaboración con un grupo de Japón, marcó la primera casilla de esa lista de verificación con respecto a una forma de ceguera nocturna congénita en perros. Ahora, en un artículo en la revista Informes científicos , anuncian el éxito en la segunda etapa: han identificado el gen responsable.
"De hecho, hemos precisado la mutación genética exacta que está causando esta enfermedad", dice Keiko Miyadera, profesora asistente de oftalmología en la Facultad de Medicina Veterinaria de Penn y autora principal del artículo ". La siguiente etapa es trabajar entratar esta condición; eso está por venir, y estamos muy entusiasmados ".
Las personas con ceguera nocturna congénita estacionaria CSNB tienen una visión prácticamente normal durante el día, pero luchan por distinguir objetos con poca luz. La condición hereditaria está presente desde el nacimiento y puede surgir de mutaciones en varios genes.el mundo está generalmente bien iluminado, esta forma de ceguera puede afectar seriamente la calidad de vida en áreas donde la iluminación artificial no está tan fácilmente disponible.
En una publicación de 2015 en la revista PLOS ONE, un equipo que incluye a Miyadera y Gustavo Aguirre, profesor de oftalmología y genética médica en Penn Vet, y Rueben Das, entonces de Penn Vet y ahora de Penn's Perelman School of Medicine, en colaboracióncon un equipo dirigido por Mineo Kondo de la Universidad de Mie, anunció que, por primera vez, habían encontrado una forma de CSNB verdadero en perros.
En el trabajo actual, los investigadores continuaron su colaboración, esta vez trabajando para identificar la mutación genética responsable. Aprovechando la tecnología de secuenciación del genoma relativamente asequible, el equipo realizó un estudio de asociación de todo el genoma para reducir las regiones genéticas candidatas potencialmente involucradas.
Utilizando un chip capaz de identificar cambios de un solo nucleótido en 170,000 puntos en el genoma de un perro, los investigadores estudiaron 12 perros con esta forma de CSNB y 11 perros no afectados. Todos los animales provenían de una familia estrechamente relacionada, ayudando a las diferencias entre ellosdestacar.
Ese análisis redujo su objetivo a una región del genoma de aproximadamente 4 millones de pares de bases de nucleótidos de tamaño, todavía demasiado grande para buscar gen por gen. En cambio, llevaron a cabo la secuenciación del genoma completo y utilizaron los resultados para compararlos con un conjunto de datos internacional que conteníainformación genómica de más de 250 perros y buscó genes en los cuales los perros afectados tenían dos copias de una mutación, los portadores tenían una y otros perros no tenían ninguna.
"Encontramos una mutación que fue bastante convincente", dice Miyadera. La mutación afecta al gen LRIT3, lo que implica la eliminación de un par de bases, lo que hace que la proteína resultante se trunca. En particular, las mutaciones LRIT3 también se han implicado en CSNB en personas.
En su forma normal, LRIT3 asegura que una proteína de canal molecular, TRPM1, se localice adecuadamente en la punta de un tipo de célula adyacente a las células fotorreceptoras sensibles a la luz de la retina. Esta capa secundaria de neuronas retinianas, llamadas células bipolares ON, se retransmiteseñales de los fotorreceptores en su camino hacia el cerebro. La mutación parece afectar específicamente a las células bipolares encendidas que están asociadas con las células de la barra, aquellas que se activan permitiendo la visión con poca luz.
Una vez que se concentraron en la mutación LRIT3, pudieron confirmar la evidencia de que era el gen responsable, examinando el tejido de los perros afectados y examinando cómo tener un LRIT3 normal versus mutante afectó los marcadores celulares y proteicos y la expresión deTRPM1 en experimentos de laboratorio.
Si bien la mutación afecta la función de las células bipolares ON, los investigadores encontraron que la estructura de la retina parecía no verse afectada por la mutación.
"Eso es crítico para desarrollar una terapia génica", dice Aguirre. "Si la estructura no está en su lugar, no podrá restablecer la visión con ese enfoque".
El equipo ya está trabajando en el diseño de un enfoque de terapia génica para corregir la mutación. El esfuerzo implica un desafío diferente de las formas previas de ceguera en las que el grupo ha trabajado, ya que atacar las células bipolares ON requiere acercarse a la retina en una capa diferente queno es tan fácilmente accesible como las células fotorreceptoras. "Lo que es único en esta área de trabajo es que estamos tratando de apuntar a un tipo de célula que ha sido subutilizado como objetivo terapéutico antes", dice Miyadera.
Como resultado, los investigadores esperan que su trabajo pueda dar lugar a estrategias para tratar otras afecciones que involucran la capa de células bipolares ON.
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Materiales proporcionado por Universidad de Pennsylvania . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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