Los científicos desarrollan un método para revelar los tipos de células más afectados por la variación genética
Esta imagen de micrografía electrónica mejorada por computadora muestra las cadenas de cromatina interactuando y plegándose dentro de un núcleo celular. Una nueva técnica de Johns Hopkins Medicine utiliza este plegamiento para identificar qué células del cerebro son más susceptibles a las variantes genéticas heredadas vinculadas a la esquizofrenia. Crédito: Instituto Salk y el Instituto Nacional de Imágenes Biomédicas y Bioingeniería
Los científicos de Johns Hopkins Medicine han encontrado tipos de células en el cerebro que son más susceptibles a las variantes genéticas heredadas relacionadas con la esquizofrenia. Como resultado, su trabajo revela una lista corta de las variantes que probablemente afecten el riesgo de enfermedad.
Los detalles del análisis de los científicos, publicado el 17 de abril de 2020 en Genome Research, compararon estudios genéticos humanos con datos sobre cómo se pliega el ADN en células de ratón, incluida una diversidad de células cerebrales.
» Cada enfermedad común tiene un componente genético importante en su origen», dice Andrew McCallion, Ph.D., profesor de medicina genética en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins. «Estudiar los genomas de las poblaciones humanas nos ayuda a encontrar los puntos de referencia genéticos que están vinculados a la enfermedad, pero estos a menudo no nos brindan la perspectiva biológica que señala las células en las que esa variación actúa para afectar el riesgo de enfermedad».
Por ejemplo, dice McCallion, la región funcional de una variante genética puede actuar de manera diferente en el hígado que en una célula cerebral.
Para el estudio, McCallion y el candidato doctoral Paul Hook intentaron encontrar los tipos de células específicos en el cerebro que muestran la mayor evidencia de estar afectados por variaciones hereditarias en el genoma relacionado con la esquizofrenia. Para encontrar variantes genéticas entre las poblaciones humanas, los científicos tradicionalmente usan datos sobre la secuencia genética del ADN, o el código químico que forma nuestro ADN. Sin embargo, otra información sobre nuestro ADN, como qué genes están activados o desactivados y cómo se pliega el ADN en diferentes células, revela patrones que pueden arrojar luz sobre qué tipos de células tienen más probabilidades de verse afectados por variaciones genéticas en enfermedades. Estas variaciones podrían marcar la diferencia entre heredar el riesgo de una afección como la esquizofrenia o no.
Un desafío importante de los estudios genéticos humanos es que incluso cuando los científicos relacionan una región del genoma con el riesgo de enfermedad, puede haber decenas o incluso cientos de variantes en esa ubicación. McCallion y su laboratorio buscan formas de usar sistemáticamente datos biológicos para refinar esas largas listas.
La información sobre cómo se pliega el ADN, empaquetado con proteínas como la cromatina, puede indicar a los científicos qué regiones del genoma pueden estar activando genes. en diferentes celdas en cualquier momento. La apertura de las estrictas restricciones de la cromatina permite que las proteínas críticas accedan a los interruptores de genes codificados por ADN para iniciar el proceso de producción de proteínas. Sin embargo, la mayoría de los datos sobre el plegamiento de la cromatina en humanos provienen de muestras de células en áreas del cuerpo a las que es fácil acceder.
Para estudiar trastornos neurológicos, esas muestras de células purificadas incrustadas profundamente en el cerebro son difíciles de encontrar. por, lo que dificulta que los científicos avancen en la comprensión de los orígenes de la enfermedad. McCallion dice que los científicos demostraron recientemente que las células del cerebro de los ratones a menudo usan los mismos interruptores de «encendido y apagado» de los genes que en los humanos.
Como prueba de principio, McCallion y Hook compararon patrones entre 25 conjuntos de datos sobre la cromatina plegamiento en una amplia gama de células cerebrales de ratón con 64 estudios de rasgos humanos y su variación genética asociada. Su estudio de los patrones de plegamiento de la cromatina en ratones reveló un subconjunto de tipos de células en el que más de 170 regiones del genoma humano se han relacionado con un mayor riesgo de esquizofrenia.
Luego, los investigadores profundizaron en los 25 ratones conjuntos de datos de células para encontrar patrones de plegamiento de cromatina entre seis tipos de células cerebrales que parecen muy importantes para los orígenes de la esquizofrenia.
Al observar capa por capa entre las células de la corteza cerebral, encontraron la mayor cantidad de similitudes entre variantes genéticas y plegamiento de la cromatina en las capas cuatro y cinco.
McCallion y Hook también identificaron una breve lista de 281 variantes (reducidas de 62 000) que tienen más probabilidades de aumentar el riesgo de esquizofrenia y deben estudiarse más a fondo.
Los datos confirman otros estudios genómicos que identifican la corteza cerebral como importante para los fundamentos biológicos de la esquizofrenia, señala McCallion, pero su trabajo va más allá al implicar capas celulares precisas afectadas y predecir qué variantes impactan t riesgo.
«Usar datos de cromatina de ratones junto con estudios de variaciones genómicas humanas puede ser un modelo importante para identificar las poblaciones celulares más afectadas por la variación genética», dice.
Eventualmente , los hallazgos pueden ayudar a los científicos a mapear ubicaciones precisas para el impacto de la enfermedad, dice McCallion, y desarrollar terapias que se dirijan más específicamente a las células en esas ubicaciones.
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Nuevo atlas genómico del cerebro humano en desarrollo Más información: Paul W. Hook et al. El aprovechamiento de los datos de cromatina de ratón para el enriquecimiento de la heredabilidad informa la arquitectura de enfermedades comunes y revela las contribuciones de la capa cortical a la esquizofrenia, Genome Research (2020). DOI: 10.1101/gr.256578.119 Información de la revista: Genome Research
Proporcionado por la Universidad Johns Hopkins Cita: Los científicos desarrollan un método para revelar los tipos de células más afectados por la variación genética (3 de julio de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-07-scientists-method-reveal-cell-affected.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.