Como dice el viejo adagio, 'dos cabezas son mejores que una'. Con el desarrollo de nuevas tecnologías y una experiencia cada vez más especializada, la ciencia innovadora debe ser un esfuerzo de equipo.
Pero no siempre es fácil para los investigadores trabajar juntos. Encontrar a las personas adecuadas para colaborar puede ser complicado, especialmente cuando algunos son comprensiblemente protectores de sus ideas.
Luego está el desafío práctico de reunirse, intercambiar ideas y llevar a cabo la investigación, millas, e incluso zonas horarias, separadas.
Un nuevo estudio de investigadores de Crick muestra que la colaboración puede ser fácil cuando eres parte de una cultura que lo apoya. Nos pusimos al día con los científicos involucrados para descubrir cómo trabajar juntos los ayudó a descubrir los primeros eventos de la enfermedad de las neuronas motoras.
El misterio
Hace tres años, un grupo de neurólogos clínicos, biólogos moleculares e informáticos de diferentes institutos de Londres decidieron trabajar juntos para resolver el misterio de por qué las neuronas motoras mueren en pacientes con esclerosis lateral amiotrófica ELA, también conocida como enfermedad de las neuronas motoras.
Como neurólogo clínico, Rickie Patani ve de primera mano el impacto que la ELA tiene en sus pacientes.
"Es una enfermedad realmente devastadora", dice. "Los pacientes pierden progresivamente la capacidad de moverse, comer, hablar y finalmente respirar".
"Nos propusimos descubrir los eventos moleculares que conducen a la ELA, con la esperanza de que algún día podamos desarrollar nuevos tratamientos para los pacientes".
El sospechoso
Estudios anteriores habían implicado la desregulación del ARN, una molécula estrechamente relacionada con el ADN que tiene un papel vital en la codificación, decodificación, regulación y expresión de genes, en la ELA. Por ejemplo, los pacientes con una forma hereditaria de ELA a menudo tienen mutaciones genéticasque evitan que su ARN funcione correctamente.
Pero incluso con el experto en ARN Jernej Ule a bordo, comparar la secuenciación de ARN en neuronas motoras sanas y enfermas no podría proporcionar una imagen completa.
Retroceder el reloj
Utilizando la tecnología más avanzada de células madre, los científicos del laboratorio de Rickie tomaron células de la piel de voluntarios sanos y pacientes con ELA y las convirtieron en células madre capaces de convertirse en muchos otros tipos de células.
Luego, usando señales químicas específicas, 'guiaron' a las células madre para que se convirtieran en neuronas motoras que podrían estudiar en el laboratorio.
"Al retroceder el reloj, pudimos ver lo que le sucedió a las neuronas motoras con el tiempo para provocar la enfermedad", dice Giulia Tyzack, investigadora en el laboratorio de Rickie. "¡Fue realmente increíble!"
Excavando por el tesoro
Armado con una gran cantidad de datos de secuenciación de ARN de neuronas motoras sanas y enfermas en diferentes etapas de progresión de la enfermedad, Jernej y Rickie recurrieron a Nick Luscombe y Raphaelle Luisier para profundizar en los datos y determinar exactamente qué estaba sucediendo mal. Nicky Raphaelle son bioinformáticos; científicos altamente calificados que desarrollan técnicas computacionales avanzadas para estudiar datos biológicos.
"Inicialmente, usando el análisis convencional, no detectamos ninguna diferencia en la secuenciación de ARN entre las neuronas motoras sanas y enfermas", dice Raphaelle. "Pero sabíamos que algo debía estar yendo mal para hacer que las neuronas motoras de ALS murieran, así queescribimos un nuevo programa para profundizar en el código genético, y cuando volvieron los resultados, sabíamos que estábamos en algo ".
El análisis descubrió lo que estaba sucediendo mal en las neuronas motoras de ALS. Las partes de la secuencia de ARN que no codifican proteínas generalmente se cortan antes de que el ARN se traduzca en proteínas, pero en las neuronas motoras de ALS esto no sucedía comoefectivamente, esto guió al equipo a descubrir colectivamente que una proteína llamada SFPQ, que normalmente reside dentro del núcleo celular, en realidad estaba dejando el núcleo en neuronas motoras enfermas.
"Fue como una gran búsqueda del tesoro", dice Nick. "Teníamos el mapa, sabíamos dónde estábamos mirando, y con suficiente excavación encontramos el oro"
Rompiendo el caso
El equipo descubrió estas características moleculares dentro de los modelos de células madre humanas de ELA hereditaria. Luego confirmaron que los modelos animales de ELA hereditaria también compartían las mismas características. Pero para ver si los mismos eventos podrían explicar formas no hereditarias de la enfermedad,observaron el tejido de la médula espinal post mortem de pacientes.
Descubrieron que la pérdida de la proteína SFPQ fue consistente en todos los ámbitos, ya sea que observaron células, modelos de ratones o tejido post mortem confirmando que habían descubierto un sello molecular importante de ALS.
"Ahora que sabemos que estos eventos clave están relacionados con la muerte de las neuronas motoras en personas con ELA, podemos comenzar a pensar en cómo podríamos desarrollar nuevas formas de detectar y tratar la enfermedad", dice Rickie.
bajo un mismo techo
Este proyecto comenzó antes de que el Instituto Francis Crick abriera sus puertas a los científicos en el verano de 2016.
Durante los primeros años, el equipo trabajó juntos en diferentes sitios, reuniéndose para compartir ideas cuando pudieron.
Pero desde la primavera de 2017, este 'equipo de ensueño' científico se ha unido bajo un mismo techo aquí en el Crick.
"Es increíble la gran diferencia que hizo estar a dos minutos caminando el uno del otro", dice Jernej. "El proyecto iba bien incluso cuando trabajábamos en diferentes institutos en Londres, pero pudimos conversar entre ellosotros casi todos los días acelera las cosas dramáticamente. Terminamos el proyecto dentro de un año, mientras que podría haber tomado dos años o más si no estuviéramos todos aquí en el Crick ".
Al combinar modelos celulares de desarrollo de neuronas motoras, mediciones de interacciones proteína-ARN y análisis estadístico detallado, este equipo diverso de científicos de Crick ha arrojado luz sobre las posibles causas de la ELA, abriendo nuevas oportunidades para intervenir y desarrollar tratamientos.
Este descubrimiento demuestra que cuando se trata de ciencia, dos cabezas o más realmente son mejores que una.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por El Instituto Francis Crick . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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