Investigadores dirigidos por Randall Platt, PhD, profesor de ingeniería biológica en el departamento de ciencia e ingeniería de biosistemas de ETH Zurich en Basilea, Suiza, han desarrollado un método para modificar genéticamente células individuales en animales. Su método permitirá a los investigadores estudiar las ramificaciones de muchos cambios genéticos diferentes en un solo experimento.
=> Recibir por Whatsapp las noticias destacadas
Los hallazgos se publican en Nature en un artículo titulado «Análisis de enlace transcripcional con AAV-Perturb-seq in vivo»(Santinha, A.J., Klingler, E., Kuhn, M. et al. Transcriptional linkage analysis with in vivo AAV-Perturb-seq. Nature (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06570-y).
El compendio cada vez mayor de variantes genéticas asociadas con patologías humanas exige nuevos métodos para estudiar las relaciones genotipo-fenotipo en tejidos complejos de manera de alto rendimiento. Platt y colegas presentaron el cribado CRISPR unicelular directo in vivo mediado por virus adenoasociados (AAV), denominado AAV-Perturb-seq, un método ajustable y ampliamente aplicable para el análisis de enlace transcripcional, así como para el fenotipado de alto rendimiento y alta resolución de perturbaciones genéticas in vivo.
Para «informar» a las células de los ratones qué genes deberían destruir las tijeras del gene CRISPR-Cas, los investigadores utilizaron el AAV. Prepararon los virus para que cada partícula de virus llevara la información para destruir un gene en particular, luego infectaron a los ratones con una mezcla de virus que llevaban diferentes instrucciones para la destrucción de genes. De esta manera pudieron desactivar diferentes genes en las células de un órgano. Para este estudio, eligieron el cerebro.
Con este método, los investigadores de ETH Zurich, junto con colegas de la Universidad de Ginebra, obtuvieron nuevas pistas sobre un trastorno genético poco común en humanos, conocido como síndrome de deleción 22q11.2. Hasta ahora se sabía que una región cromosómica que contiene 106 genes es la responsable de esta enfermedad. También se sabía que la enfermedad estaba asociada con múltiples genes, sin embargo, no se sabía cuál de los genes desempeñaba qué papel en la enfermedad.
Los investigadores se centraron en 29 genes de esta región cromosómica que también están activos en el cerebro del ratón. En cada célula cerebral de ratón individual, modificaron uno de estos 29 genes y luego analizaron los perfiles de RNA de esas células cerebrales. Los científicos pudieron demostrar que tres de estos genes son en gran medida responsables de la disfunción de las células cerebrales. Además, encontraron patrones en las células del ratón que recuerdan a la esquizofrenia y los trastornos del espectro autista. Entre los tres genes, uno ya era conocido, pero los otros dos no habían sido previamente identificados.
Si sabemos qué genes de una enfermedad tienen una actividad anormal, podemos intentar desarrollar fármacos que compensen esa anomalía.
En muchas enfermedades congénitas intervienen múltiples genes, no sólo uno. Este también es el caso de enfermedades mentales como la esquizofrenia. La técnica AVV ahora permite estudiar tales enfermedades y sus causas genéticas directamente en animales adultos.
Es una gran ventaja que ahora podamos hacer estos análisis en organismos vivos porque las células se comportan de manera diferente en cultivo que como parte de un cuerpo vivo. Otra ventaja es que los científicos pueden simplemente inyectar los AAV en el torrente sanguíneo de los animales. Existen varios AAV diferentes con diferentes propiedades funcionales. En este estudio, los investigadores utilizaron un virus que ingresa al cerebro de los animales. Sin embargo, dependiendo de lo que se intente investigar, también se podrían utilizar VAA dirigidos a otros órganos.
Ronald Palacios Castrillo