Usando una enorme diversidad de ADN secuenciado y técnicas de análisis del genoma humano, investigadores dirigidos por el Baylor College of Medicine han identificado algunos casos de retraso en el desarrollo ó de trastornos cognitivos asociados asociados a una repentiva catástrofe cromosómica, la cual ocurre en una etapa temprana del desarrollo, tal vez durante una división celular cuando el ADN se replica.
En un informe publicado en la revista Cell, el doctor Weimin Bi, profesor de genética molecular humana, entre otros, como muchos colaboradores en clínica, describieron el análisis de ADN de 17 pacientes, los cuales fueron remitidos al BCM debido a que presentaban problemas de desarrollo inexplicables.
“Cuatro casos eran muy complejos”, dijo Pengfei Liu. “Un paciente presentaba 18 reordenamientos en un cromosoma; esto estaba más allá de nuestra imaginación”.
En este momento, un grupo de investigadores británicos dirigidos por el Wellcome Trust Sanger Institute, publicó otro artículo en la revista Cell, en el que se describían reordenamientos genómicos masivos en casos de cáncer, de lo que ellos creían que se producían a partir de un simple evento catastrófico.
Lupski, Bi y Liu se preguntamos si se había producido una situación similar en sus pacientes, cuya reorganización ocurría en el inicio de la aparición de la línea germinal, las células que se encargan de producir los espermatozoides y los óvulos. Los acontecimientos que habían ocurrido en el material genético de estos pacientes comparten similitudes con los hallazgos realizados en pacientes con cáncer.
“En primer lugar, los pacientes tienen muchas duplicaciones y delecciones”, dijo Lupski, un pionero en la identificación y en la comprensión de variaciones en el número de copias, cambios que ocurren en el genoma, debidos bien a duplicar ó a eliminar genes, lo que cambia su expresión y produce efectos importantes en los individuos.
“Hemos utilizado la hibridación genómica comparada, el FISH (hibridación fluorescente in situ, la cual puede decir a una persona cuántas copias de un determinado cromosoma existen en cada célula) y otras técnicas, con el objetivo de demostrar que existe este fenómeno catastrófico en las células de estos pacientes”, dijo Liu. “Esta catástrofe cromosómica no sólo ocurre en el cáncer, también puede ocurrir en otros tejidos en desarrollo. Esto puede aparecer en la línea germinal, como en este caso, ó en las células somáticas. En un caso, el paciente tenía este reordenamiento complejo y su madre también lo tenía, pero en el caso de la madre sólo algunas células tenían este reordenamiento. Este reordenamiento se produjo durante el desarrollo y ella le transmitió este reordenamiento a su hijo”.
“Observamos una gran complejidad en el reordenamiento”, dijo Lupski. Los investigadores que escribieron el artículo del cáncer vieron que se producían cambios aún más complejos.
Sin embargo, cuando estos cambios extremos ocurren en los cromosomas de los embriones en desarrollo, esto podría afectar potencialmente al desarrollo, dando como resultado que el embrión muera antes de nacer. Los investigadores del Baylor proponen que esto explica las diferencias entre los dos grupos, es decir, el grado de complejidad observado en los pacientes con cáncer en comparación con los sujetos con discapacidades cognitivas, pero proporciona evidencias de que probablemente los mismos mecanismos están involucrados en la catástrofe cromosómica. Los cambios cromosómicos que se describen ocurren en fases tempranas del desarrollo. Los cambios celulares que se producen al desarrollar cáncer ocurren a menudo en estado adulto.
“Estamos buscando los mecanismos que causan esta catástrofe”, dijo Lupski. “Se trata de una pura redistribución. Todo el cuerpo lo tiene, no sólo las células cancerígenas que crecen en un tumor”.
En su trabajo, el equipo observó características que parecían indicar que esta catástrofe pudo haber ocurrido como resultado de un evento que implica la replicación del ADN, proceso que ocurre durante la división celular en el que se copia el patrón de ADN para ser utilizado en la nueva célula. Si el proceso de replicación falla, el ADN de la célula no se copia correctamente y por tanto la célula resultante es anormal.
Los trastornos de desarrollo que estudian el equipo del BCM, son aquellos que pueden estar causados por la mutación en uno de los muchos genes potenciales.
“Una combinación de efectos en múltiples genes puede ser el responsable de algún subgrupo de trastornos”, dijo Lupski. “Puedes interrumpir un gen, borrar otro gen, hacer tres copias de un gen; se trata de un único evento mutacional pero con un efecto multigénico potencial”.
La financiación de este estudio proviene del National Institute of Neurological Disorders and Stroke, del National Institutes of General Medical Science, el Baylor College of Medicine Intellectual and Developmental Disabilities Research Center, el Eucune Kennedy Shriver National Institute oh Children Health & Human Development, el Osteogenesis Imperfecta Foundation y el National Urea Cycle Disorders Foundation.
Fuente: Science Daily
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