Ar putea editarea epigenomului să prevină tulburările de dezvoltare?
Folosind un nou tip de instrument de inginerie genetică numit editare epigenom la șoareci, oamenii de știință au restabilit neregulile din creierul în curs de dezvoltare care apar dintr-o mutație genetică.
Editarea epigenomului este o modalitate de a modifica expresia sau citirea genelor fără a modifica codul ADN-ului care stau la baza lor.
O echipă de la Universitatea Johns Hopkins din Baltimore, MD, a condus Comunicări despre natură studiu care se concentrează pe proteina C11orf46.
Unul dintre autorii corespunzători ai studiului este Dr. Atsushi Kamiya, care este profesor asociat de psihiatrie și științe comportamentale la Școala de Medicină a Universității Johns Hopkins.
La om, mutații în secțiunea ADN care conține C11orf46 gena poate duce la sindromul WAGR, o afecțiune genetică care poate provoca dizabilități intelectuale și poate afecta multe sisteme ale corpului.
Cercetătorii au descoperit că C11orf46 dirijează dezvoltarea corpului calos, care este pachetul complex de fibre nervoase care leagă părțile drepte și stângi ale creierului.
Dacă corpul calos nu se formează corect, poate da naștere la tulburări de dezvoltare a creierului, cum ar fi autismul, și tipul de dizabilitate intelectuală care poate apărea în sindromul WAGR.
Silențiere genică
Un alt nume pentru sindromul WAGR este sindromul de deleție al cromozomului 11p13, deoarece mutațiile care îl determină cuprind deleții de ADN într-o regiune specifică a cromozomului 11. C11orf46 gena se află în această regiune.
Pentru a studia efectul lipsei proteinei C11orf46, cercetătorii au redus la tăcere gena codificatoare la șoareci.
În loc să șteargă direct gena, însă, ei și-au redus expresia folosind un instrument de editare a epigenomului.
Cu acest instrument, oamenii de știință pot modifica ambalajul cromatinei ADN mai degrabă decât codul ADN în sine.
Această modificare face mai dificil pentru cititorii de ADN ai unei celule să citească codul ADN-ului proteinei, cu rezultatul că celula produce mai puțin din aceasta.
Echipa a descoperit că șoarecii care produceau mai puține proteine C11orf46 nu au reușit să dezvolte corpul calos corect în creierul lor. Insuficiența creierului este similară cu cea care apare în sindromul WAGR.
Editarea epigenomului a restabilit gruparea axonilor
Când cercetătorii au aruncat o privire mai atentă, au descoperit că șoarecii care produceau mai puțină proteină C11orf46 aveau o expresie mai mare în gena care produce o altă proteină numită Semaphorin 6A.
Semaforina 6A are un rol cheie în direcționarea direcției de creștere a axonilor neuronali în creierul în curs de dezvoltare.
Cu o editare ulterioară a epigenomului care a modificat expresia genei sale asociate, SEMA6A, Cercetătorii au reușit să reducă Semaphorin 6A la șoareci și să restabilească gruparea axonilor neuronici pentru a semăna cu cea a șoarecilor normali.
„Editarea epigenetică a ARN-ului Sema6a promotorii genei prin intermediul unui sistem dCas9-SunTag cu legarea C11orf46 normalizată a expresiei SEMA6A și disconectivitatea transcalosală salvată prin remodelarea represivă a cromatinei de către complexul represor SETDB1 ”, scriu autorii.
Cercetătorii concluzionează că studiul demonstrează cât de precisă editarea epigenetică a cromatinei poate modifica dezvoltarea timpurie a conexiunii dintre creierul drept și cel stâng.
Desi aceasta lucrare este devreme, aceste descoperiri sugereaza ca am putea fi in masura sa dezvolte viitoare terapii de editare epigenome, care ar putea ajuta la remodelarea conexiunilor neuronale din creier, si poate preveni aparitia tulburarilor de dezvoltare ale creierului.
Dr. Atsushi Kamiya
