La espina bífida puede ser causada por mutaciones genéticas no heredadas
Crédito: CC0 Public Domain
Las mutaciones genéticas que ocurren naturalmente durante las primeras etapas del desarrollo de un embrión pueden causar el defecto congénito grave espina bífida, encuentra un nuevo estudio experimental en ratones dirigido por científicos de la UCL.
La investigación, publicada en Nature Communications, explica por primera vez cómo una ‘mutación en mosaico’, una mutación que no se hereda de ninguno de los padres (ni a través del esperma ni del óvulo), sino que se produce aleatoriamente durante las divisiones celulares en el embrión en desarrollo, causa espina bífida.
Específicamente, los científicos, con sede en el Instituto de Salud Infantil Great Ormond Street de UCL, encontraron que cuando una mutación en el gen Vangl2 (que contiene la información necesaria para crear tejido de la médula espinal) estaba presente en el 16% de desarrollar células de la médula espinal de embriones de ratón, esto fue suficiente para producir espina bífida.
Los investigadores dicen que los hallazgos se suman a la comprensión de los científicos sobre cómo y por qué las mutaciones en mosaico pueden afectar e interrumpir la función celular, incluidas las de células vecinas células, ayudando a causar defectos de nacimiento.
Para los padres, los hallazgos pueden ayudar a reducir la carga que sienten aquellos que creen que su hijo heredó la espina bífida de ellos a través de los genes, y creen que los futuros hijos también podrían heredar la c condición Esto suele discutirse durante la asesoría genética.
La espina bífida y el conocimiento actual
La espina bífida es uno de un grupo de defectos de nacimiento llamados defectos del tubo neural, que afectan el cerebro o la médula espinal. Suceden en el primer mes de embarazo, a menudo antes de que la mujer sepa que está embarazada. Las personas que nacen con esta afección sufren daños en los nervios porque parte de su médula espinal permanece expuesta mientras están en el útero. Los avances de los últimos años ahora permiten a los cirujanos en algunos centros de todo el mundo, incluidos el Great Ormond Street Hospital y el University College London Hospital, realizar cirugías en fetos en el útero para reducir las consecuencias neurológicas de su afección*.
Algunos defectos del tubo neural se pueden prevenir tomando suplementos de ácido fólico antes y durante las primeras etapas del embarazo; sin embargo, estas afecciones siguen afectando a alrededor de uno de cada mil embarazos en todo el mundo. Los investigadores dicen que no entienden completamente por qué ocurren las mutaciones en mosaico, aunque los factores ambientales pueden estar involucrados y aún no pueden establecer un vínculo con tomar (o no) ácido fólico durante el embarazo. A pesar de esto, dicen que se sabe que el ácido fólico ayuda a las células embrionarias a producir ADN y alientan a todas las futuras madres a agregar ácido fólico a sus dietas desde antes de la concepción.
Al comentar sobre las posibles causas, el investigador principal, el Dr. Gabriel Galea (Instituto de Salud Infantil de la UCL Great Ormond Street), dijo: «Se sabe que algunos factores ambientales aumentan el riesgo de que ocurran estas afecciones y muy pocas personas afectadas o sus padres reciben un diagnóstico genético significativo. El descubrimiento de que las mutaciones del mosaico, que causan la espina bífida, pueden no heredarse de ninguno de los padres y no necesariamente están presentes en la sangre o la saliva que se usan comúnmente para las pruebas genéticas, lo que puede explicar por qué».
Mutaciones genéticas
Las mutaciones genéticas ocurren en cada célula a lo largo del desarrollo. Para crecer de un óvulo fertilizado a un feto, cada una de nuestras células debe replicarse y dividirse para aumentar en número y crecer. Las células deben copiar su ADN cada vez que se dividen, pero pueden ocurrir errores que cambien la secuencia de ADN en las células hijas. Estos errores de código de ADN, llamados mutaciones, son heredados por todas las células derivadas de esa célula. Si estas mutaciones ocurren en las células germinales, los óvulos y los espermatozoides, se heredan de padres a hijos. Muchas mutaciones no ocurren en las células germinales, sino en las células que dan lugar a tipos de tejidos específicos. Estas se conocen como mutaciones en mosaico.
Enfoque de estudio experimental
En humanos con espina bífida se han identificado varias mutaciones genéticas, pero en muchos casos no se sabía si podrían causar espina bífida.
En este estudio experimental, los investigadores provocaron una mutación específica, que inactiva un solo gen llamado Vangl2 en embriones de ratón. Este gen es parte de una vía de señalización celular que le dice a las células en qué dirección se encuentran dentro de un tejido. Se han identificado mutaciones en esta vía en personas que tienen defectos del tubo neural, e informes recientes de EE. UU. y China encontraron previamente mutaciones de la vía Vangl2 en mosaico en el 15 % de los fetos humanos con espina bífida. Para que la vía de señalización celular funcione normalmente, las células deben interactuar con sus vecinas para comunicar información direccional.
Para el estudio, los investigadores indujeron esta mutación de Vangl2 en una pequeña proporción de células que forman la médula espinal en desarrollo. cordón de ratones. Esto se hizo en varios embriones de ratón. Luego, los investigadores contaron la proporción de células espinales que albergaban esta mutación en aquellas que habían cubierto exitosamente su médula espinal con piel (es decir, se habían desarrollado normalmente), versus aquellas que tenían una médula espinal expuesta (tenían espina bífida).
Los investigadores descubrieron que cuando el gen Vangl2 mutado estaba presente en solo el 16 % de las células de la médula espinal en desarrollo, se producía la espina bífida.
Dicen que estos resultados muestran que el proceso de señalización celular es sorprendentemente vulnerable al mosaico no heredable mutaciones Cada célula mutante impide que cada una de sus células vecinas funcione para promover el desarrollo de la médula espinal. Y cada célula tiene seis células vecinas en promedio, lo que amplifica enormemente los efectos de cada célula mutante.
Al explicar los hallazgos, el Dr. Gabriel Galea dijo: «Descubrimos que el requisito de que las células se comuniquen entre sí hace extremadamente vulnerables a mutaciones en la vía de señalización en la que actúa Vangl2. Ahora necesitamos entender si esta vulnerabilidad se extiende a otros genes que podrían causar espina bífida. Detectar estas mutaciones en mosaico en personas vivas requerirá avances tecnológicos y un análisis cuidadoso de los tejidos extirpados durante cirugía.»
Explore más
Las mutaciones del gen ‘mosaico’ podrían explicar algunos casos de autismo Más información: La falta de autonomía celular amplifica la interrupción de la neurulación por la eliminación del mosaico Vangl2 en ratones, Nature Communications (2021) . DOI: 10.1038/s41467-021-21372-4 Información de la revista: Nature Communications
Proporcionado por University College London Cita: La espina bífida puede ser causada por mutaciones genéticas no heredadas (2021, 19 de febrero) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-02-spina-bifida-uninherited-genetic-mutations.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.