Desde la finalización del innovador Proyecto del Genoma Humano en 2003, los investigadores han descubierto cambios en cientos de lugares en el ADN, llamados variantes genéticas, asociadas con enfermedades psiquiátricas como el trastorno del espectro autista y la esquizofrenia. Ahora, nuevos hallazgos de un estudio importanteha vinculado muchos de estos cambios en el ADN a su efecto molecular en el cerebro, revelando nuevos mecanismos de enfermedades.
En los nuevos artículos publicados en ciencia , los investigadores y colaboradores de UCLA de más de una docena de instituciones de todo el mundo proporcionan los conjuntos de datos más grandes sobre el funcionamiento molecular del cerebro. Los resultados proporcionan una hoja de ruta para el desarrollo de una nueva generación de terapias para afecciones psiquiátricas.
"Este trabajo proporciona varios enlaces faltantes necesarios para comprender los mecanismos de las enfermedades psiquiátricas", dijo el Dr. Daniel Geschwind, autor principal de dos de los nuevos documentos, y el distinguido profesor de Genética Humana Gordon y Virginia MacDonald en el David GeffenFacultad de Medicina de la UCLA.
Otras instituciones que colaboran en los nuevos documentos incluyen la Universidad de California, San Diego; la Escuela de Medicina Icahn en Mount Sinai, la Universidad de Yale, la Universidad de Carolina del Norte, Chapel Hill; la Universidad de Chicago, la Universidad de Duke, la Escuela de Medicina Johns Hopkins,SUNY Upstate Medical University y Central South University en China.
Durante la última década, los científicos han realizado estudios genéticos de personas con enfermedades psiquiátricas, comparando los resultados con individuos sanos para encontrar genes que tienen diferentes secuencias en aquellos con enfermedades. A menudo, sin embargo, sus hallazgos llevaron a más preguntas que respuestas. Los científicosno solo descubrieron genes vinculados a las enfermedades, sino que también descubrieron cientos de áreas de ADN que se encuentran entre genes, llamados ADN reguladores, que también parecían tener una asociación.
Los científicos saben que estas secciones de ADN pueden controlar cuándo, dónde y cómo se activan y desactivan los genes de muchas maneras. Sin embargo, averiguar qué "regiones reguladoras" afectan qué genes, y por lo tanto, el ARN y las proteínas codificadas por los genes,- no es sencillo
En 2015, investigadores de 15 instituciones en todo el país, incluida la UCLA, se reunieron en el Consorcio PsychENCODE para estudiar con más detalle el ADN regulador del cerebro. Un proyecto anterior, conocido como ENCODE, ya había descubierto las secciones de roles del ADN regulador,pero estaba claro que estos podrían ser diferentes en el cerebro que otros órganos. El PsychENCODE ha analizado no solo las variantes genéticas vinculadas a las enfermedades psiquiátricas, sino también los patrones de ARN y proteínas en 2.188 muestras de bancos de cerebros de individuos sanos y aquellos con un psiquiátricotrastorno.
En un nuevo artículo, Geschwind y sus colaboradores describen estos nuevos datos, lo que ayuda a explicar el papel de decenas de miles de secciones de ADN regulador en afectar el ARN y las proteínas en el cerebro. Los datos también revelan qué genes se expresan con mayor frecuencia en elal mismo tiempo, sugiriendo nuevos procesos y vías biológicas El conjunto de datos, esencialmente un modelo detallado del funcionamiento molecular interno del cerebro humano, ahora está disponible públicamente como punto de partida para que otros investigadores exploten mecanismos de enfermedad y potencialobjetivos de drogas.
"Este recurso es tan vasto que puede comenzar eligiendo una variante genética asociada a una enfermedad interesante y comenzar a investigar y descubrir cómo impacta las redes moleculares en el cerebro", dijo Geschwind. "Tener datos sólidos de este alcance proporciona una basepara innumerables nuevos estudios "
En un segundo artículo, Geschwind, primer autor, Dr. Michael Gandal, profesor asistente de psiquiatría y ciencias del comportamiento biológico en la Facultad de Medicina de Geffen, y otros colaboradores, utilizaron esos nuevos datos para observar específicamente cómo las moléculas de ARN están desreguladas, ya seapresente en niveles más altos, niveles más bajos o en conformaciones alteradas, en el trastorno del espectro autista, la esquizofrenia y el trastorno bipolar.
Utilizando cerca de 1.700 muestras de bancos de cerebro, los investigadores revelaron miles de moléculas de ARN que se empalman de manera diferente, con diferentes secciones de material genético, o se presentan en niveles más altos o más bajos en el cerebro de las personas con una de las enfermedades psiquiátricas.
"No se puede mirar el cerebro bajo un microscopio y ver diferencias sustanciales en estos trastornos", dijo Gandal. "Pero ahora hemos demostrado que si observa con precisión los patrones de cómo se expresan los genes, verá vías queestán claramente desregulados "
Entre las sorpresas en los datos, los niveles alterados de ARN vinculados a la neuroinflamación y las células inmunes del cerebro mostraron trayectorias muy diferentes en personas con esquizofrenia, trastorno del espectro autista y trastorno bipolar.
Además, el estudio mostró la importancia de observar los tipos de células individuales dentro del cerebro al analizar los nuevos datos de ARN; en algunos casos, el ARN empalmado alternativamente estaba relacionado con la enfermedad, pero solo cuando el ARN se encontraba en ciertos tipos de células y nootros.
Finalmente, los nuevos genes estaban implicados en las enfermedades según los resultados del ARN; cinco estaban relacionados con el trastorno del espectro autista, 11 con el trastorno bipolar y 56 con la esquizofrenia.
Una vez más, los datos son principalmente importantes como punto de partida para futuros estudios, dijeron los investigadores.
"Esta es la punta del iceberg", dijo Gandal. "La capacidad de recopilar 2,000 cerebros ha sido revolucionaria en términos de revelar nuevos mecanismos genéticos, pero también señala cuánto no sabemos".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Ciencias de la salud de Los Ángeles . Original escrito por Sarah CP Williams. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :