Los investigadores reciben una subvención de 9 millones de dólares para estudiar cómo los genes saltarines influyen en la enfermedad de Alzheimer

Los investigadores reciben una subvención de 9 millones de dólares para estudiar cómo los genes saltarines influyen en la enfermedad de Alzheimer

Los científicos han identificado un puñado de mutaciones genéticas que causan o contribuyen a la aparición de la enfermedad de Alzheimer. Pero muchos científicos sospechan que otros cambios en el ADN podrían ayudar a provocar daños en las células cerebrales relacionados con el Alzheimer, provocando síntomas de confusión y pérdida de memoria en los pacientes.

En particular, los investigadores quieren comprender qué influencia tienen sobre la enfermedad de Alzheimer las secciones de ADN que rebotan en el genoma, los llamados elementos transponibles. Una subvención de cinco años y 9 millones de dólares del Instituto Nacional sobre el Envejecimiento de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) financiará investigaciones dirigidas por varios investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis y la Universidad de Texas en San Antonio. Responde esta pregunta.

Se cree que los elementos transponibles provienen de virus y bacterias muy antiguos que infectaron a nuestros antepasados ​​hace millones de años. Este ADN extraño se entrelazó con el genoma humano, aunque no necesariamente formaba parte de él. Los elementos transponibles se descubrieron por primera vez en la década de 1940 y se han relacionado con enfermedades como la hemofilia, la distrofia muscular de Duchenne, la predisposición al cáncer y, más recientemente, la enfermedad de Alzheimer.

Nos gustaría caracterizar los cambios en el ADN a los que contribuyen estos elementos transponibles y nos gustaría comprender si algunas técnicas de edición de genes pueden bloquear la desregulación asociada con estos elementos transponibles para detener o retrasar la patología del Alzheimer. Integramos datos de células humanas y modelos animales para comprender y caracterizar completamente estos cambios”.

Carlos Cruchaga, PhD, investigador principal, Departamento de Psiquiatría, Universidad de Washington

Cruchaga, profesora Barbara Burton y Reuben M. Morriss III, es uno de los cuatro investigadores principales de la Universidad de Washington involucrados en el nuevo esfuerzo de investigación. El laboratorio de Cruchaga estudia tejidos de cerebros de participantes fallecidos en el proyecto Red de Alzheimer de Herencia Dominante (DIAN). Estos participantes tenían mutaciones genéticas que casi garantizaban que desarrollarían la enfermedad de Alzheimer de aparición temprana.

El laboratorio de Cruchaga también estudiará células madre que se procesan en neuronas en cultivos. Estas neuronas tienen mutaciones en varios genes que causan el Alzheimer. El objetivo es comparar las neuronas recién formadas que tienen mutaciones con las neuronas mucho más antiguas extraídas de los cerebros de los participantes en los estudios de la DIAN para ver si algunos de los daños asociados con estos cambios se pueden prevenir o revertir.

Andrew Yoo, PhD, profesor asociado de biología del desarrollo, desarrolló una técnica para crear neuronas envejecidas a partir de biopsias de piel. Las células de la piel se procesan en células madre, que luego pueden tratarse con diversos factores para convertirse en neuronas. Este proyecto examinará neuronas derivadas de la piel de individuos con mutaciones específicas para identificar cambios transmisibles que puedan contribuir a la enfermedad de Alzheimer.

Celeste Karch, PhD, profesora asociada de psiquiatría, se centrará en las células cerebrales llamadas microglía, que también se han relacionado con variantes genéticas que aumentan el riesgo de enfermedad de Alzheimer. Su laboratorio estudiará cómo los elementos transponibles podrían contribuir al daño microglial que podría desencadenar la patología del Alzheimer.

Ting Wang, PhD, Profesor Distinguido de Medicina de Sanford y Karen Lowentheil, es uno de los expertos mundiales en el estudio de elementos transponibles y cambios epigenéticos en una variedad de enfermedades. A diferencia de las mutaciones, los cambios epigenéticos son causados ​​por una expresión alterada de genes más que por cambios en el código genético en sí. Como no cambian la secuencia del ADN del genoma, podrían ser reversibles.

“Caracterizar los cambios elementales transponibles es complejo y requiere experiencia en muchas áreas”, explicó Cruchaga. "El laboratorio de Wang analizará y cuantificará lo que sucede con los elementos transponibles en las células, que todos nuestros laboratorios estudiarán".

Los investigadores principales también integrarán los cambios del ADN en el tejido cerebral humano, así como la microglía y las neuronas en cultivo, en un modelo de mosca de la fruta. Estos experimentos están dirigidos por Bess Frost, PhD, en UT-San Antonio. En las moscas, los cambios y daños causados ​​por elementos transponibles ocurren mucho más rápidamente que en otros modelos animales, y los investigadores podrán utilizar herramientas genéticas como CRISPR para modificar los cambios causados ​​por elementos transponibles y ver si es posible cambiar o retrasar la patología del Alzheimer.

"El objetivo final es apuntar a los elementos transponibles de forma terapéutica", dijo Cruchaga. "No creemos que los elementos transponibles desencadenen la enfermedad. Pero una vez que se activan, creemos que pueden acelerar eventos que causan la muerte de las neuronas. Si podemos bloquear los elementos transponibles, podríamos retrasar el proceso de la enfermedad".

Fuente:

Facultad de Medicina de la Universidad de Washington

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