Investigadores del Instituto de Biotecnología Molecular y ETH Zurich han desarrollado una técnica revolucionaria que combina tecnología de organoides cerebrales y genética intrincada para comprender el efecto de múltiples mutaciones en el autismo a nivel unicelular.
Esta tecnología ofrece una visión incomparable de los trastornos del espectro autista, identificando tipos de células vulnerables y redes reguladoras de genes involucradas en el desarrollo del autismo.
El método llamado CHOOSE (CRISPR-human organoids-scRNA-seq) permite examinar simultáneamente genes de interés en un único organoide, proporcionando una herramienta eficiente y conveniente para la detección genética en tejido humano.
El sistema CHOOSE acelera significativamente el análisis en comparación con métodos tradicionales, permitiendo comprender los efectos de las mutaciones genéticas de manera más rápida y precisa.
El estudio identificó cambios específicos en el tipo de células en el cerebro en desarrollo relacionados con las mutaciones en 36 genes de alto riesgo para el autismo.
Se encontraron redes reguladoras de genes comunes que controlan una función celular específica y se demostró que diferentes tipos de células son más o menos susceptibles a las mutaciones que causan el autismo.
Los resultados se validaron mediante la generación de organoides cerebrales a partir de células madre de pacientes con mutaciones en genes específicos del autismo.
Este enfoque tiene implicaciones más allá del autismo, ya que puede aplicarse a cualquier enfermedad y sistema modelo humano, proporcionando información valiosa sobre la patología y el desarrollo de diferentes condiciones.
El sistema CHOOSE utilizado en la investigación ofrece un enfoque versátil y de alto rendimiento para el análisis de genes que causan enfermedades.
Permite analizar las consecuencias de las mutaciones en un solo experimento, acelerando significativamente el tiempo de análisis en comparación con los métodos tradicionales.
El sistema utiliza enfoques de bioinformática cuantitativa y aprendizaje automático para analizar los datos generados. Estos análisis permitieron identificar conjuntos de genes afectados por cada mutación y reconstruir el panorama fenotípico de las perturbaciones genéticas relacionadas con el autismo.
El estudio reveló que algunas células del cerebro en desarrollo son más susceptibles a las mutaciones que causan el autismo, especialmente los progenitores neuronales. Esto indica que la patología del autismo puede surgir temprano durante el desarrollo del cerebro y resalta la importancia de estudiar genes del autismo en diferentes tipos de células.
Los hallazgos fueron validados mediante la generación de organoides cerebrales a partir de células madre de pacientes con mutaciones en genes específicos del autismo. Los resultados mostraron marcados defectos de desarrollo relacionados con un tipo de célula específico, validando las observaciones clínicas y respaldando la relevancia de los hallazgos.
Los resultados fueron publicados en la revista Nature.
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