Descubren docenas de genes como posibles dianas terapéuticas contra el Parkinson
26/11/2013 - E.P.
Algunos casos de Parkinson se han relacionado con mutaciones en las que los lisosomas destruyen las mitocondrias al ser consideradas como residuos
Científicos de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) de Estados Unidos han utilizado la tecnología del ARN de interferencia (ARNi) para revelar docenas de genes que pueden representar nuevas dianas terapéuticas para el tratamiento de la enfermedad de Parkinson. Los resultados también pueden ser de interés para varias enfermedades causadas por daños a las plantas biológicas de energía, las mitocondrias, que se encuentran en las células de todo el cuerpo.
"Hemos descubierto una red de genes que pueden regular la eliminación de las mitocondrias disfuncionales, abriendo la puerta a nuevas dianas terapéuticas para la enfermedad de Parkinson y otros trastornos", resumió Richard Youle, investigador en el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares (NINDS) y líder del estudio, que se publica en la edición digital de 'Nature'. El doctor Youle colaboró con investigadores del Centro Nacional para el Avance de las Ciencias Traslacionales (NCATS).
Las mitocondrias son estructuras tubulares con extremos redondeados que utilizan oxígeno para convertir muchos combustibles químicos en trifosfato de adenosina, la fuente principal de energía de las células. Múltiples trastornos neurológicos están ligados a los genes que ayudan a regular la salud de las mitocondrias, incluyendo el Parkinson, y otras enfermedades del movimiento, tales como la de Charcot-Marie Tooth y las ataxias.
Algunos casos de la enfermedad de Parkinson se han relacionado con mutaciones en el gen que codifica parkin, una proteína que normalmente deambula dentro de las células, y etiqueta las mitocondrias dañadas como residuos. Las mitocondrias dañadas son entonces degradadas por las células de los lisosomas, que sirven como un sistema de eliminación de basura biológica. Conocidas mutaciones en parkin previenen el etiquetado, lo que resulta en la acumulación de mitocondrias poco saludables en el cuerpo.
El ARNi es un proceso natural que ocurre en las células que ayuda a regular los genes. Desde su descubrimiento en 1998, los científicos lo han utilizado como una herramienta para investigar la función de los genes y su implicación en la salud y la enfermedad.
Youle y sus colegas trabajaron con Scott Martin, coautor del artículo e investigador en NCATS, que está a cargo de la instalación de ARNi de NIH. El grupo de ARNi utiliza la robótica para introducir pequeños ARN de interferencia (siARN) en las células humanas para activar de forma individual cerca de 22.000 genes y, posteriormente, usaron microscopía automatizada para examinar cómo silenciar cada gen afecta la capacidad de parkin para etiquetar las mitocondrias.
Estos expertos utilizaron ARNi para examinar las células humanas e identificar los genes que ayudan a parkin a etiquetar las mitocondrias dañadas y encontraron que al menos cuatro genes, llamados TOMM7, HSPAI1L, bag4 y SIAH3, pueden actuar como ayudantes.
La desactivación de algunos de ellos, como TOMM7 y HSPAI1L, inhibió el etiquetado de parkin mientras que apagando otros genes, como bag4 y SIAH3 , se mejoró su capacidad de senalización de las mitocondrias dañadas. Estudios anteriores mostraron que muchos de los genes codifican proteínas que se encuentran en las mitocondrias o la regulación de un proceso llamado ubiquitinación, que controla los niveles de proteínas en las células.
Posteriormente, los investigadores probaron uno de los genes en las células nerviosas humanas, utilizando un proceso llamado tecnología de células madre pluripotentes inducidas para crear células de la piel humana. Apagar el gen TOMM7 en las células nerviosas también parece inhibir el etiquetado de las mitocondrias.
"Estos genes funcionan como agentes de control de calidad en una variedad de tipos de células, incluidas las neuronas --subrayó el doctor Youle--. "La identificación de estos genes auxiliares proporciona a la comunidad científica nueva información que pueda mejorar nuestra comprensión de la enfermedad de Parkinson y otros trastornos neurológicos".
"Hemos descubierto una red de genes que pueden regular la eliminación de las mitocondrias disfuncionales, abriendo la puerta a nuevas dianas terapéuticas para la enfermedad de Parkinson y otros trastornos", resumió Richard Youle, investigador en el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares (NINDS) y líder del estudio, que se publica en la edición digital de 'Nature'. El doctor Youle colaboró con investigadores del Centro Nacional para el Avance de las Ciencias Traslacionales (NCATS).
Las mitocondrias son estructuras tubulares con extremos redondeados que utilizan oxígeno para convertir muchos combustibles químicos en trifosfato de adenosina, la fuente principal de energía de las células. Múltiples trastornos neurológicos están ligados a los genes que ayudan a regular la salud de las mitocondrias, incluyendo el Parkinson, y otras enfermedades del movimiento, tales como la de Charcot-Marie Tooth y las ataxias.
Algunos casos de la enfermedad de Parkinson se han relacionado con mutaciones en el gen que codifica parkin, una proteína que normalmente deambula dentro de las células, y etiqueta las mitocondrias dañadas como residuos. Las mitocondrias dañadas son entonces degradadas por las células de los lisosomas, que sirven como un sistema de eliminación de basura biológica. Conocidas mutaciones en parkin previenen el etiquetado, lo que resulta en la acumulación de mitocondrias poco saludables en el cuerpo.
El ARNi es un proceso natural que ocurre en las células que ayuda a regular los genes. Desde su descubrimiento en 1998, los científicos lo han utilizado como una herramienta para investigar la función de los genes y su implicación en la salud y la enfermedad.
Youle y sus colegas trabajaron con Scott Martin, coautor del artículo e investigador en NCATS, que está a cargo de la instalación de ARNi de NIH. El grupo de ARNi utiliza la robótica para introducir pequeños ARN de interferencia (siARN) en las células humanas para activar de forma individual cerca de 22.000 genes y, posteriormente, usaron microscopía automatizada para examinar cómo silenciar cada gen afecta la capacidad de parkin para etiquetar las mitocondrias.
Estos expertos utilizaron ARNi para examinar las células humanas e identificar los genes que ayudan a parkin a etiquetar las mitocondrias dañadas y encontraron que al menos cuatro genes, llamados TOMM7, HSPAI1L, bag4 y SIAH3, pueden actuar como ayudantes.
La desactivación de algunos de ellos, como TOMM7 y HSPAI1L, inhibió el etiquetado de parkin mientras que apagando otros genes, como bag4 y SIAH3 , se mejoró su capacidad de senalización de las mitocondrias dañadas. Estudios anteriores mostraron que muchos de los genes codifican proteínas que se encuentran en las mitocondrias o la regulación de un proceso llamado ubiquitinación, que controla los niveles de proteínas en las células.
Posteriormente, los investigadores probaron uno de los genes en las células nerviosas humanas, utilizando un proceso llamado tecnología de células madre pluripotentes inducidas para crear células de la piel humana. Apagar el gen TOMM7 en las células nerviosas también parece inhibir el etiquetado de las mitocondrias.
"Estos genes funcionan como agentes de control de calidad en una variedad de tipos de células, incluidas las neuronas --subrayó el doctor Youle--. "La identificación de estos genes auxiliares proporciona a la comunidad científica nueva información que pueda mejorar nuestra comprensión de la enfermedad de Parkinson y otros trastornos neurológicos".
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