Estudio detecta orígenes de la enfermedad de Huntington en embriones humanos de dos semanas
Los investigadores pueden examinar los efectos tempranos de las mutaciones utilizando embriones humanos generados en laboratorio que imitan las primeras etapas de desarrollo. Crédito: Laboratorio de Biología de Células Madre y Embriología Molecular de la Universidad Rockefeller.
La enfermedad de Huntington es una afección fatal que involucra la muerte de las células cerebrales, y generalmente ocurre en la mediana edad. Pero nuevos hallazgos sugieren que el proceso de la enfermedad comienza décadas antes. Aunque los síntomas surgen en la edad adulta, los investigadores han podido detectar los primeros efectos de la enfermedad de Huntington en las dos primeras semanas del desarrollo embrionario humano.
Los hallazgos reformulan la enfermedad de Huntington, a menudo considerada una afección neurodegenerativa, como una enfermedad del desarrollo y apuntan a nuevos enfoques para encontrar tratamientos para una enfermedad que actualmente no tiene cura ni terapias.
«Cuando el paciente va para el médico, ahí es cuando caen las últimas fichas de dominó. Pero la primera ficha de dominó se empuja en la fase de desarrollo», dice Ali Brivanlou, jefe del Laboratorio de Embriología Sintética de la Universidad Rockefeller, quien publicó los hallazgos en la revista Development. «Conociendo esta trayectoria, es posible que podamos bloquear la progresión de la enfermedad».
Primeros comienzos
La enfermedad de Huntington es causada por mutaciones en un solo gen, Huntingtin, que da como resultado la producción de una proteína inusualmente larga. El gen se expresa en el óvulo fertilizado y posteriormente en cada célula del cuerpo, pero sus funciones no se conocen del todo. Un misterio mayor es por qué el gen defectuoso parece ser perjudicial solo para las neuronas en partes específicas del cerebro.
Anteriormente, los investigadores del laboratorio de Brivanlou encontraron evidencia de que las anomalías debidas a la mutación Huntingtin surgen décadas antes de que las neuronas comiencen a perecer: en las primeras etapas del cerebro desarrollo en el embrión, cuando las células uniformes se están convirtiendo en tipos específicos de células cerebrales y formando estructuras. Introducir la mutación de Huntington en estas células en desarrollo condujo a neuronas y estructuras anormales.
Firma de Huntington
En el nuevo estudio, los investigadores examinaron los efectos de la mutación de Huntington en una etapa anterior, llamada gastrulación, durante que el embrión de dos semanas comienza a formar las tres capas germinales embrionarias, de las cuales emergen los progenitores de todos los tipos de células, incluidas las células cerebrales.
Para el estudio, los investigadores crearon embriones humanos sintéticos generados en laboratorio embriones que se derivan de células madre e imitan el comportamiento de las células humanas durante las primeras etapas de desarrollo. Luego utilizaron el método de edición de genes CRISPR/Cas9 para insertar en los embriones el rango de mutaciones de Huntington que se encuentra en las personas con la enfermedad.
La comparación de los embriones con y sin la mutación reveló un patrón: las mutaciones afectaron el tamaño de las capas germinales. Y las mutaciones más severas llevaron a diferencias más grandes. «Es una firma fenotípica que puedes ver con tus ojos», dice Brivanlou, profesora de Robert y Harriet Heilbrunn.
Ese cambio visible, encontraron los investigadores, es causado por la alteración de una vía de señalización que guía a las células embrionarias. .
Nuevos enfoques para las curas
No está claro exactamente cómo estos cambios tempranos afectan el desarrollo de los embriones más adelante. Pero las personas con estas mutaciones nacen y funcionan normalmente durante años. Los investigadores sospechan que un embrión en desarrollo utiliza ciertos mecanismos para compensar los efectos nocivos de las mutaciones de Huntington. «Comprender esos mecanismos puede ser la clave para desarrollar nuevos tratamientos que retrasen los síntomas o incluso curen la enfermedad», dice Brivanlou.
Utilizando embriones humanos sintéticos como plataforma, los investigadores han comenzado a buscar fármacos que puedan corregir estas anomalías. Esperan que este enfoque conduzca al desarrollo de intervenciones clínicas que aborden las causas de la enfermedad de Huntington, y no solo las consecuencias.
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Un nuevo estudio se centra en los primeros síntomas de la enfermedad de Huntington. Más información: Ali Brivanlou et al, Huntingtin CAG expansion deteriora el patrón de la capa germinal en gastruloides 2D humanos sintéticos a través de defectos de polaridad, Desarrollo (2021). DOI: 10.1242/dev.199513 Información de la revista: Desarrollo
Proporcionado por la Universidad Rockefeller Cita: El estudio detecta los orígenes de la enfermedad de Huntington en embriones humanos de dos semanas ( 2021, 5 de octubre) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-10-huntington-disease-two-week-old-human-embryos.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.