Estudio de esclerosis múltiple con gemelos desenreda las influencias ambientales y genéticas
Estudio de gemelos con EM. Crédito: MS Twin Study
Investigadores de la Universidad de Zúrich y el hospital LMU Klinikum de Múnich han estudiado el sistema inmunitario de parejas de gemelos monocigóticos para identificar la influencia del entorno y de la genética en casos de esclerosis múltiple. En el proceso, es posible que hayan descubierto células precursoras de las células T que causan la enfermedad.
La esclerosis múltiple (EM) es una enfermedad inflamatoria crónica del sistema nervioso central y la causa más común de deterioro neurológico en adultos jóvenes. En la EM, el propio sistema inmunitario del paciente ataca el cerebro y la médula espinal, lo que provoca déficits neurológicos acumulativos, como daños en la vista, alteraciones sensoriales, déficits motores (p. ej., limitación de la capacidad para caminar), así como deterioro cognitivo. Aunque la causa de la EM aún no está clara, una variedad de factores de riesgo genéticos e influencias ambientales ya se han relacionado con la enfermedad.
La predisposición genética por sí sola no conduce a la EM
Estudios en Los últimos años han demostrado claramente que las variantes genéticas de riesgo son una condición necesaria para desarrollar esclerosis múltiple. «Con base en nuestro estudio, pudimos demostrar que aproximadamente la mitad de la composición de nuestro sistema inmunológico está determinada por la genética», dice Florian Ingelfinger, Ph.D. candidato en el Instituto UZH de Inmunología Experimental. El estudio del equipo dirigido por el inmunólogo Burkhard Becher, profesor del Instituto de Inmunología Experimental de la UZH, y los grupos de investigación de Lisa Ann Gerdes y Eduardo Beltrán del Instituto de Neuroinmunología Clínica de la LMU Klinikum, muestra que estas influencias genéticas, mientras siempre presentes en los pacientes con EM, no son suficientes por sí solos para desencadenar la esclerosis múltiple.
En el estudio, los investigadores reclutaron a 61 pares de gemelos monocigóticos donde un gemelo estaba afectado por EM y el co-gemelo estaba sano. Desde un punto de vista genético, los gemelos eran idénticos. «Aunque los gemelos sanos también tenían el riesgo genético máximo de EM, no mostraron signos clínicos de la enfermedad», dice Lisa Ann Gerdes.
El estudio de gemelos elimina las influencias genéticas
Gracias a En esta cohorte única a nivel mundial de gemelos idénticos, los investigadores pudieron excluir las influencias genéticas al comparar gemelos con y sin esclerosis múltiple.
«Estamos explorando la cuestión central de cómo el sistema inmunitario de dos individuos genéticamente idénticos provoca una inflamación significativa y un daño nervioso masivo en un caso, y ningún daño en el otro», explica Burkhard Becher. El uso de gemelos idénticos permitió al equipo internacional de científicos descartar la influencia genética y rastrear específicamente los cambios en el sistema inmunitario que en última instancia fueron los responsables de desencadenar la EM en un gemelo.
Tecnologías unicelulares de vanguardia e inteligencia artificial
Los investigadores aprovecharon tecnologías de última generación para describir los perfiles inmunológicos de los pares de gemelos con gran detalle. “Utilizamos una combinación de citometría de masas y los últimos métodos en genética combinados con aprendizaje automático para no solo identificar proteínas características en las células inmunes del gemelo enfermo en cada caso, sino también para decodificar la totalidad de todos los genes que están activados. en estas células», explica Florian Ingelfinger.
Eduardo Beltrán, experto en genómica unicelular, añade: «Esto garantiza que obtengamos toda la información técnicamente posible actualmente de estas valiosas muestras». El equipo utiliza una variedad de algoritmos personalizados basados en inteligencia artificial para extraer información relevante de este inmenso conjunto de datos.
Un error en la comunicación de las células inmunitarias
«Sorprendentemente, encontramos el mayor las diferencias en los perfiles inmunológicos de los gemelos afectados por EM están en los receptores de citocinas, es decir, la forma en que las células inmunitarias se comunican entre sí. La red de citocinas es como el lenguaje del sistema inmunológico», dice Ingelfinger.
Los investigadores encontraron que una mayor sensibilidad a ciertas citoquinas conduce a una mayor activación de las células T en la sangre de los pacientes con esclerosis múltiple. Estas células T tienen más probabilidades de migrar al sistema nervioso central de los pacientes y causar daños allí. Se encontró que las células identificadas tenían las características de las células activadas recientemente, que estaban en proceso de convertirse en células T completamente funcionales. «Es posible que hayamos descubierto el big bang celular de la EM aquí células precursoras que dan lugar a las células T que causan la enfermedad», dice Becher.
Fundamento importante para comprender la influencia de la genética y el medio ambiente en la EM
«Los hallazgos de este estudio son particularmente valiosos en comparación con estudios previos de EM que no controlan la predisposición genética», dice Burkhard Becher. «Por lo tanto, podemos averiguar qué parte de la disfunción inmune en la EM está influenciada por componentes genéticos y cuál por factores ambientales. Esto es de fundamental importancia para comprender el desarrollo de la enfermedad».
Los gemelos participantes fueron reclutados para el estudio en LMU Klinikum. «Esta oportunidad única de desentrañar la influencia de la genética y el medio ambiente en la esclerosis múltiple es totalmente gracias a nuestros pacientes que aceptaron unirse al estudio», dijo Lisa Ann Gerdes.
El estudio se publica en la revista Nature.
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Nuevas pistas genéticas para el riesgo de esclerosis múltiple Más información: Burkhard Becher, Estudio Twin revela perturbaciones inmunitarias no hereditarias en la esclerosis múltiple, Nature (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-04419-4. www.nature.com/articles/s41586-022-04419-4 Información de la revista: Nature
Proporcionado por la Universidad de Zurich Cita: Estudio de esclerosis múltiple con gemelos desenredados influencias ambientales y genéticas (2022, 16 de febrero) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-02-multiple-sclerosis-twins-untangles-environmental.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.