Los genes con las instrucciones para el funcionamiento de un humano están empaquetados en 23 tomos duplicados que se conocen como cromosomas. Con esa información se construyen los músculos con que nos movemos, los anticuerpos que nos defienden de las infecciones o las neuronas con las que interpretamos el mundo.
En ocasiones, sin embargo, se producen errores que introducen un tomo de más en esos pares de cromosomas. Ese exceso de información se traduce en una producción excesiva de proteínas que acaba por ser dañina para el organismo.
El caso más conocido de este tipo de problemas es el síndrome de Down, una enfermedad que aparece cuando hay tres copias del cromosoma número 21 en lugar de la dos normales. Desde hace tiempo, hay un número importante de investigaciones que buscan soluciones a ese ruido introducido por el tercer cromosoma. Con diversas estrategias, los científicos están tratando de buscar la manera de compensar el exceso de proteínas que, en el caso de los enfermos con este síndrome, produce deficiencia cognitiva, alzhéimer temprano o problemas de corazón.
Ahora, un grupo de investigadores de la Escuela de Medicina de la Universidad de Massachusetts ha probado una solución que abrirá nuevas vías para entender el síndrome de Down y, en un futuro, intentar tratarlo. El ingenioso mecanismo consiste en utilizar un sistema que ya emplea el cuerpo humano para silenciar cromosomas completos. Los hombres y las mujeres comparten todos los pares de cromosomas, salvo en el caso del número 23. Como en el resto del organismo, las mujeres tienen un tomo doble y cuentan con dos cromosomas X. Los hombres, sin embargo, tienen uno X y uno Y. Por este motivo, “la dosis de genes que proporciona el cromosoma X es mayor en hombres que en mujeres y se tiene que compensar”, explica Mara Dierssen, investigadora del Centro de Regulación Genómica de Barcelona. “En mamíferos, esto se compensa inactivando uno de los cromosomas X de las hembras y eso se hace a través de un gen llamado XIST, localizado en el propio cromosoma X y encargado de silenciarlo”, añade Dierssen.
Aprovechando la capacidad de ese gen silenciador, los autores del trabajo, que hoy publican sus resultados en la revista Nature, tomaron células madre pluripotenciales derivadas de personas con síndrome de Down y lo insertaron en uno de sus tres cromosomas 21. Como sucedía con el caso del cromosoma X en las mujeres, el XIST era capaz de hacer callar al tomo sobrante y devolver el equilibrio a la expresión de las proteínas en las células.
Terapia cromosómica
“Durante la última década ha habido muchos avances en el esfuerzo para corregir enfermedades producidas por un solo gen”, afirma la directora del estudio, Jeanne Lawrence. “Sin embargo, la corrección de cientos de genes dentro de un cromosoma completo ha permanecido como algo imposible”, añade. “Nuestra esperanza es que para los individuos con síndrome de Down esta prueba de concepto abre nuevas posibilidades para estudiar ahora su trastorno, y hace que se pueda empezar a considerar la posibilidad de investigar sobre el concepto de la terapia cromosómica en el futuro”, indica.
No obstante, aclara que la posibilidad de tener terapias para humanos es una cuestión que está “en el futuro lejano” y que para la mayor parte de los problemas en adultos “no habrá posibilidad de revertir los tratamientos”. Sobre el futuro más cercano, afirma que ”esta nueva capacidad para silenciar la trisomía en distintos tipos de célula puede acelerar el progreso para encontrar fármacos que reviertan patologías en células humanas cultivadas antes de empezar a probarlas en personas”, concluye.
Curiosamente, los investigadores de EEUU insertaron el gen XIST para silenciar el cromosoma en el lugar en el que está otro gen, el DYRK1A, que también desempeña un papel muy importante en el desarrollo de la enfermedad. Dierssen y su equipo también han observado que el exceso de la proteína producida por ese gen provoca defectos neuronales similares a los que provoca el síndrome de Down y ya están desarrollando un ensayo clínico para ver las posibilidades de tratar el alzhéimer en personas con esta dolencia junto a Rafael de la Torre del Instituto Hospital del Mar de Investigaciones Médicas de Barcelona.
REFERENCIA
'Translating dosage compensation to trisomy 21' DOI: 10.1038/nature12394
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