Un equipo de investigadores de Rosario identificó el origen genético de una rara enfermedad que produce malformaciones. A partir de un trabajo llevado adelante en el Instituto de Biología Celular y Molecular de Rosario por un equipo liderado por la doctora Nora Calcaterra e integrado por Pablo Armas y Gabriela Coux, ambos investigadores adjuntos del Conicet y docentes de la Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacia de la UNR.
El síndrome de Richieri-Costa Pereira es una rara enfermedad que provoca anomalías craneofaciales y otras malformaciones. Un grupo internacional de médicos y genetistas coordinado por Maria Rita Passos-Bueno, del Centro de Investigaciones sobre el Genoma Humano y Células Madre (CEGH-CEL) de la Universidad de São Paulo (USP), identificó en 17 pacientes con ese síndrome un tipo de mutación presente en los dos alelos (copias) del gen EIF4A3, que está localizado en el cromosoma 17. La mutación fue descripta en un artículo científico publicado el 2 de enero en la revista American Journal of Human Genetics (AJHG).
Desde Rosario, la doctora Nora Calcaterra afirma que “hay comunidades donde (la enfermedad) se da con mayor frecuencia. Y nuestro trabajo fue tratar de identificar el origen genético de la misma”. El síndrome Richieri-Costa Pereira es una enfermedad que se observa a simple vista, pero de origen genético, que los padres se la trasmiten a sus hijos, lo que indica que se da una alteración genética que es la que había que identificar.
Calcaterra, que es doctora en Bioquímica, con un post-doctorado en el Área Biología Molecular bajo la dirección de Néstor Carrillo, indica que “en el caso de la enfermedad que estamos estudiando, afecta a poblaciones aisladas geográficamente en Brasil. En esas comunidades, por su aislamiento, se produce un alto grado de endogamia.
Casamientos entre familiares cercanos. Los pacientes de esas localidades concurren a un instituto de genética de San Pablo con quienes nosotros colaboramos. En ese centro se estableció el origen genético de la enfermedad. Es decir, identificaron cuál es el posible gen que está alterado”.
El rasgo característico de esta enfermedad se manifiesta a través de una malformación de la mandíbula y laringe. Los huesos que normalmente se fusionan para formar la mandíbula, que tiene un formato de U, no se unen en los individuos con esta enfermedad. La mitad de los afectados también presenta dificultades en la comunicación oral, por alteraciones en la laringe.
—¿Ustedes hicieron la comprobación genética de la patología que ellos en Brasil ya estaban tratando?
—Claro. El proceso es: llega el paciente se toman muestras, se le analiza el ADN que contienen las células de ese paciente y se tratan de identificar las regiones que están alteradas. Una vez identificado esto. Vamos al modelo que nosotros utilizamos que es el pez cebra, que cuenta con una gran homología al genoma de los humanos. Allí lo comprobamos al generar esa misma mutación que se daba en los pacientes y que se reproducía en el modelo animal, en este caso, el pez cebra.
—¿Ustedes intervienen en una proteína que es expresada por un gen?
—Lo que se vio en los pacientes afectados es que “fabrican” menos cantidad de esa proteína. El cambio en el ADN de esos pacientes hace que ellos sinteticen menores niveles de esta proteína. Nosotros, en el pez cebra intervenimos en la síntesis de esta proteína para generar el mismo efecto que se produce en un paciente, que se manifiesta en malformaciones óseas a nivel de la mandíbula inferior que no termina de cerrarse y no se forma “la pera”.
El estudio en el pez cebra le permite al grupo de investigadores y técnicos liderados por la doctora Nora Calcaterra del Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario conocer los mecanismos que llevan a esa patología que se llama Richieri-Costa Pereira y cuyos resultados han sido publicados en la revista American Journal of Human Genetics.
—¿Por qué eligen el pez cebra como modelo de estudio?
—El pez cebra es un modelo muy versátil que se introdujo hace unos veinte años en la comunidad científica. En un principio fue muy resistido y, desde hace unos 20 años, aproximadamente, se ha ido reuniendo evidencia científica que demuestra que el pez cebra es un modelo muy útil para estudiar desde procesos biológicos sencillos, como el desarrollo embrionario, hasta patologías complicadas humanas como la que nos ocupa, que producen malformaciones cráneofaciales. También es usado el pez cebra como modelo de patogénesis bacterianas, virales o fúngicas. Incluso su utilidad se ha demostrado para testear drogas que pueden afectar el desarrollo humano embrionario.
—¿Cuál es su ventaja?
—La ventaja del modelo radica en que es muy económico. Podemos obtener una gran cantidad de ejemplares y criarlos en pequeños espacios. Su ciclo biológico es muy corto; en tres meses podemos obtener un adulto. El proceso de desarrollo transcurre en 24 horas, tiempo en cual, desde la fecundación, tenemos un organismo completo. En ese lapso de tiempo pasó por toda su organogénesis. Ya tenemos todos sus órganos formados.
Con la ayuda del pez cebra
Una curiosidad: los embriones del pez cebra son transparentes lo que ha potencializado su estudio con genes reporteros fluorescentes lo que, entre otras cosas permite ver cómo se extiende un axón a lo largo de un embrión. Al hacer las intervenciones se pueden verlas mediante un microscopio de fluorescencia. Como cada hembra ovula entre doscientos y trescientos óvulos, se puede recurrir a una cantidad ilimitada de embriones, lo que les permite a los investigadores, trabajar, en un día, una cantidad cercana a 100 embriones, lo que facilita los resultados que se apuntalan en un universo que permite acceder a datos estadísticos confiables.
En un artículo de reciente publicación se reporta que más del 80% de los genes son compartidos por el pez cebra y el ser humano
—¿Hay otros estudios que se han hecho con el pez cebra?
—Sí, con él podemos hacer screening o tests sobre toxicidad o teratogenicidad de drogas ya que los embriones de pez cebra se utilizan en la industria farmacéutica para chequear en el diseño de una nueva droga si ella es tóxica y/o teratogénica.
—¿Puede ayudarnos a diferenciar tóxico de teratogénico?
—Tóxico es algo que mata o interrumpe el desarrollo. El estudio de la toxicidad de una molécula nos permite evaluar si esa molécula será apta para ser administrada a humanos. Y la teratogenicidad se da cuando una molécula afecta al desarrollo normal de feto. En ese caso no se les puede suministrar a las mujeres en edad de procrear.
—¿Cómo se hace esta evaluación?
—Usamos un test, validado internacionalmente, con el que se evalúa la capacidad de la droga estudiada de afectar el desarrollo embrionario dentro de las 48 horas, de esos embriones. La ventaja es que con en estos estudios se evita la utilización de animales adultos, a los que hay que sacrificar una vez hecho el trabajo, lo que desde el punto de vista ético es más recomendable. Hasta las 48 horas los embriones no son considerados seres vivos por los comités de ética. Además los embriones cuentan con una sensibilidad mayor para detectar un efecto que los animales enteros o adultos; y al poder disponer de mucha cantidad, la estadística aumenta siendo más sólida y consistente. Además los costos son menores. En la industria farmacéutica se usan estos modelos antes de llegar al modelo de roedores y de este modo se gana tiempo y se abaratan los costos de cualquier investigación.
—¿Cómo cree que la sociedad puede reaccionar ante estas nuevas modalidades de la investigación científica?
—No se puede prohibir la generación de conocimientos; lo que debemos como sociedad es prepararnos para estas incursiones en terrenos hasta hace poco inexplorados con una fuerte carga de tabúes, que han creado un modo de pensar que debe ser revisado.
Hay equipo
Además de Nora Calcaterra, Pablo Armas y Gabriela Coux, del equipo de investigación participan los becarios post-doctorales Exequiel Margarit y Valeria Mouguelar; los becarios doctorales Antonela Sdrigotti, Aldana David y Mauro Porcel de Peralta. La becaria Andrea Weiner, ganadora de una beca Embo de formación en Bath, Reino Unido, a partir de marzo de 2015. Además, y desempeñando un rol importantísimo, Sebastián Graziatti, el técnico en acuicultura de Conicet que se encarga de los peces con los que se trabaja.
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