Se revela la causa molecular subyacente a un trastorno genético raro
Paras Patel (izquierda), estudiante del programa de posgrado en biología traslacional, medicina y salud de Virginia Tech, y Konark Mukherjee, miembro de la facultad y líder del equipo de investigación del Instituto de Investigación Biomédica Fralin en VTC , han revelado cómo una versión no funcional de un gen ordinario asociado con la discapacidad intelectual afecta la estructura y función del cerebro. Crédito: Virginia Tech
Los científicos de Virginia Tech han revelado cómo una versión no funcional de un gen común afecta la estructura y función del cerebro. Los hallazgos ayudan a explicar una forma genética de microcefalia en la que las cabezas de los bebés son pequeñas y crecen más lentamente que las de sus compañeros.
El estudio, que aparece en la edición impresa de julio de Experimental Neurology, proporciona por primera vez una imagen global de los efectos del gen llamado CASK en la actividad molecular dentro de las células cerebrales y las conexiones entre las células cerebrales.
CASK se encuentra en todo el reino animal, incluidos los gusanos, las moscas de la fruta, los ratones y las personas, pero las variantes disfuncionales del gen CASK en los niños provocan microcefalia con hipoplasia pontina y cerebelosa, o problemas de crecimiento, lo que puede contribuir a la discapacidad intelectual , microcefalia, desarrollo anormal del cerebro y del nervio óptico y convulsiones en las niñas.
La nueva investigación indica que las convulsiones no son una causa probable del tamaño del cerebro más pequeño.
«Existen cambios drásticos cambios en el desarrollo del cerebro en estos niños, y cada vez que eso sucede, la perspectiva de convulsiones y toxicidad celular debido a la actividad epiléptica se convierte en una preocupación», dijo Paras Patel, estudiante de posgrado en biología traslacional, medicina y salud de Virginia Tech. y autor principal del estudio publicado.
«Desarrollamos y estudiamos un modelo animal genético ‘aparentemente válido’ y determinamos que la actividad eléctrica global en el cerebro no se ve afectada», dijo Patel, quien también es con el Instituto de Investigación Biomédica Fralin en el Centro VTC para la Investigación de Neurobiología, donde lleva a cabo su investigación con la tutoría de Konark Mukherjee, un miembro principal de la facultad y líder del equipo de investigación del Instituto de Investigación Biomédica Fralin que lidera quizás el único equipo de investigación en el mundo dedicado a explorar el papel de CASK en los trastornos neurológicos. «Confirmamos que la epilepsia es de hecho de muy baja frecuencia, lo que sugiere que no es la causa subyacente de la muerte celular y la anomalía en el volumen cerebral».
El gen CASK humano se encuentra en el cromosoma X y contiene instrucciones para producir el Molécula de proteína CASK, que es necesaria para el crecimiento y la función del cerebro. Los niños sin un gen CASK funcional desarrollan una encefalopatía grave y es posible que no sobrevivan. Las niñas con una copia mutada expresan esta mutación en la mitad de sus células y la copia no mutada en la otra mitad.
Para comprender los cambios funcionales causados por el trastorno relacionado con CASK, los investigadores estudiaron un modelo de ratón en el que la mitad de las células no tenían CASK de ratón y la otra mitad tenía CASK de ratón normal, que es un perfil genéticamente similar a la mayoría de los casos humanos para comprender los cambios funcionales causados por el trastorno relacionado con CASK
Los científicos descubrieron anomalías que afectarían la comunicación entre las células cerebrales, así como cambios moleculares que afectan los procesos que las células utilizan para producir proteínas.
Además, los hallazgos apuntan a un papel inesperado de CASK en la regulación de la producción de energía en células, incluidas las mitocondrias, que son estructuras que convierten los nutrientes en energía.
«Sorprendentemente, un número significativo de cambios moleculares que observamos ocurren en proteínas relacionadas con la producción de energía celular y otros aspectos de mi función tocondrial», dijo Mukherjee, el autor correspondiente del manuscrito. «El papel de CASK en las mitocondrias proporciona direcciones futuras interesantes sobre cómo esta función podría explicar la disminución del tamaño del cerebro y la función desregulada en casos de mutación CASK en humanos».
«El interés de los padres cuyos hijos están afectados por Las mutaciones del gen CASK son muy inspiradoras», dijo Patel. «Buscan en la web todos los estudios nuevos y leen documentos extremadamente complejos, por lo que es emocionante brindarles un paso adelante que proviene de una investigación extensa e imparcial relevante para el trastorno».
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Mirando detrás de una enfermedad cerebral rara en busca de pistas para tratar trastornos mentales más comunes Más información: PA Patel et al. La haploinsuficiencia del gen CASK de la discapacidad intelectual ligada al cromosoma X induce cambios postranscripcionales en las vías metabólicas sinápticas y celulares, Experimental Neurology (2020). DOI: 10.1016/j.expneurol.2020.113319 Información de la revista: Experimental Neurology
Proporcionado por Virginia Tech Cita: Se revela la causa molecular subyacente a un trastorno genético raro (27 de julio de 2020) ) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-07-molecular-underlying-rare-genetic-disorder.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.