Por primera vez, un equipo de científicos tuve éxito en «desconectar» uno de los tres cromosomas 21, que es responsable del síndrome de Down. Este resultado puede ayudar a desarrollar nuevos tratamientos.
La especie humana tiene 46 cromosomas. Una desviación de este número mágico da, en la mayoría de los casos, mal resultado. La trisomía 21 es un ejemplo de ello. El nacido con síndrome de Down, cromosoma 21, tiene tres en lugar de dos, lo que provoca una serie de complicaciones fisiológicas y la capacidad cognitiva limitada. Ahora, por primera vez, un equipo de científicos en el laboratorio podría convertir este cromosoma extra en las células de las personas con trisomía 21. Los resultados se publican hoy en la edición digital de la revista Nature y la promesa de traer una nueva comprensión de esta enfermedad que puede resultar en terapias.
«Para las personas que viven con el síndrome de Down, nuestra esperanza es que la demostración de este concepto de abrir múltiples vías para el estudio de este problema y si usted puede pensar en investigar en el futuro una» terapia cromosómica ‘», explica Jeanne Lawrence, Facultad de Medicina Universidad de Massachusetts, EE.UU., quien dirigió el proyecto.
Sigue siendo una realidad en el muy largo plazo, que parece tener un escenario imposible. Sólo se puede detectar que un feto tiene un cromosoma 21 despues de las 12 semanas de gestación. Y cualquier terapia sólo es posible después de su nacimiento, cuando muchos de los problemas que ya están presentes.
Pero a lo mejor es que, por ahora, este descubrimiento puede ayudar a: entender cómo un cromosoma sencillo provoca problemas cognitivos como el inicio temprano de la enfermedad de Alzheimer, un mayor riesgo de leucemia infantil, defectos del corazón o defectos en el sistema inmunitario o endocrino que reducen la esperanza de vida.
En muchos casos, la causa de la trisomía 21 se inicia antes de la fertilización, cuando la producción de las células sexuales que darán lugar a un individuo con este síndrome.
Las células sexuales provienen de nuestros padres que se unen en la fecundación. El óvulo tiene 23 cromosomas – clasificado entre uno y el cromosoma 22, más el sexo femenino el cromosoma X. El otro esperma lleva 23 cromosomas – que, además de los 22 cromosomas, incluyendo el cromosoma X o Y, que determina si el embrión será una hembra (XX) o macho (XY).
En el caso de la trisomía 21, el sexo trae una de las células en lugar de uno, dos cromosomas 21. Esto ocurre durante la producción de espermatozoides u ovocitos. Cuando las divisiones celulares ocurren para producir estas células, 46 cromosomas tienen que pasar la mitad de manera uniforme, pero a veces la separación no está bien hecha y el espermatozoide o el óvulo termina con un cromosoma extra.
El síndrome de Down es de las trisomías más comunes, uno de cada 800 recién nacidos tiene, pero también hay trisomía de los cromosomas sexuales y los cromosomas 13 y 18.
El cromosoma 21 es el más pequeño de los 22 autosomas. Nuestro genoma tiene 20.000 genes que controlan la producción de diferentes proteínas y muchos más genes que controlan la actividad a nivel de ADN y hace que sea posible para un ser humano para desarrollar a partir de una célula. Estos genes se distribuyen en varios cromosomas en las secuencias de ADN largas. El cromosoma 1 2073 lleva los genes que codifican proteínas, como el cromosoma 21 tiene sólo 242 genes.
Por lo tanto, en el caso de las personas con trisomía 21, sus células van a producir estas proteínas en más cantidad 242. En pocas palabras, la gran pregunta es si es que el exceso de proteínas en el tejido B está causando el problema C en una persona con síndrome de Down.
Jeanne Lawrence y sus colegas todavía están un paso por detrás de la resolución de este problema. El equipo logró hacer uno de los tres cromosomas 21 no pudo activar sus genes. Para ello, se sirvió un fenómeno ya se produce en las células de todas las mujeres y lo imitó.
Aunque las mujeres tienen dos cromosomas sexuales X, solo necesitará un activo (en los hombres, el cromosoma Y tiene genes que garanticen el desarrollo de sus órganos sexuales). En las mujeres, temprano en el desarrollo embrionario, uno de los dos cromosomas X gen XIST activo, la producción de una molécula de ARN. ¿Es esto NRA mantiene este cromosoma X en varios lugares como un bloqueo, que le impide trabajar. Por lo tanto, sólo un cromosoma X funciona cuando el embrión se desarrolla.
El equipo ha utilizado el XIST gen para hacer lo mismo en las células de las personas con síndrome de Down. A través de la ingeniería genética, estas células adultas reprogramadas, convirtiéndolas en células madre. Y a continuación, se inserta el gen en un cromosoma XIST 21. Cuando el gen comenzó a funcionar, este cromosoma fue silenciado, no activación de genes. Estas células llegaron a tener una actividad de las células genéticas similares con 46 cromosomas.
Entonces, estas células madre obligados a convertirse en neuronas, para comparar su desarrollo cuando los cromosomas 21 eran tres o cuando uno de los tres cromosomas fue silenciado por este nuevo método. Los resultados mostraron que las neuronas multiplican con el cromosoma de más y se agruparon en una más organizada. «Ahora tenemos una poderosa herramienta para identificar y estudiar las patologías y las vías celulares que están siendo condicionadas por la sobreexpresión del cromosoma 21», explica Jeanne Lawrence.
Para João Pinho da Silva este descubrimiento «es un gran avance», pero que «es demasiado pronto para predecir lo que puede suceder en el cuerpo», explica el genetista del Instituto de Biología Molecular y Celular de Oporto. «En un bebé con trisomía 21, algunos de los problemas que ya están instalados y que no sabe si un tratamiento [que surge de esta investigación] puede neutralizar los síntomas o evitar su avance.»
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