Peixe Zebra recebe genes humanos e ajuda identificar causas do autismo, esquizofrenia e obesidade


Pesquisadores da Duke University Medical Center transplantaram conjuntos de genes humanos em um peixe-zebra e, em seguida, utilizaram para identificar genes responsáveis pelo tamanho da cabeça do peixe recém-nascido.


Tamanho da cabeça nos bebês humanos é uma característica que está relacionada ao autismo, uma condição que dados recentes têm demonstrado ser mais comum do que anteriormente relatado, 1 em 88 crianças em um estudo de 2012 de março.O tamanho da cabeça também é uma característica de outros grandes distúrbios neurológicos, como a esquizofrenia.



"Na pesquisa médica, precisamos dissecar eventos da biologia para que possamos compreender os mecanismos precisos que dão origem aos traços do desenvolvimento neurológico", disse o autor  Nicholas Katsanis, Ph.D., Jean e George Brumley Jr., MD, Professor de Desenvolvimento Biologico e Professor de Pediatria e Biologia Celular. "Precisamos de cientistas especializados para trabalhar lado a lado com os médicos que vêem esses problemas anatômicos e outro em pacientes, se quisermos efetivamente resolver muitos dos nossos problemas médicos."


O estudo foi publicado online na revista Nature revista em 16 de maio.


Katsanis sabia que uma região do cromossomo 16 foi um dos maiores contribuintes genéticos ao autismo e à esquizofrenia, mas uma conversa em uma reunião médica européia apontou a informação de que as mudanças dentro dessa mesma região do genoma também foram relacionadas a alterações do tamanho da cabeça de um recém-nascido.


O problema era difícil de tratar, porque a região tinha grandes deleções e duplicações no DNA, que são os mecanismos mais comuns mutacionais em seres humanos. "A interpretação é muito complexa", diz Katsanis.


A razão é que uma duplicação do DNA ou DNA ausente geralmente envolve vários genes. ”É muito difícil passar de” aqui é uma região com muitos genes, às vezes mais de 50 ‘para’ estes são os genes que estão impulsionando essa patologia “, diz Katsanis.


"Houve um momento lâmpada", diz Katsanis. "A área do genoma que estavam explorando deu origem ao recíprocos (oposto) defeitos em termos de crescimento das células do cérebro, então percebemos que superexpressão de um gene em questão poderia dar um fenótipo - uma cabeça menor, ao encerrar o mesmo gene pode se obter o outro, uma cabeça maior. "


Os investigadores transplantaram uma área comum a duplicação do cromossomo humano 16 conhecido por conter 29 genes em embriões de peixe zebra e então apareceu sistematicamente a atividade de cada gene humano transplantado para encontrar o que pode causar uma cabeça pequena (microcefalia) no peixe. Eles, então, suprimiu o conjunto de genes mesmo e perguntou se algum deles causou o defeito recíproca: cabeças maiores (macrocefalia).


Os pesquisadores sabiam que a supressão da região que continha estes 29 genes ocorreram em 1,7% das crianças com autismo.


A equipe levou alguns meses para dissecar como uma "variante do número de cópias" - uma alteração do genoma que resulta em um número anormal de uma ou mais seções de DNA cromossômico.
"Agora podemos ir de uma descoberta genética que é a dosagem-sensível e começar a fazer perguntas razoáveis sobre esse gene no que se refere às características cognitivas, o que é um grande salto", disse Katsanis. Neurocognitiva se refere à capacidade de pensar, concentrar, raciocinar, lembrar, informações do processo, aprender, compreender e falar.


Muitas condições humanas têm características anatômicas que também estão relacionadas à genética, disse ele."Existem grandes limitações no estudo do comportamento autista ou esquizofrênico no peixe-zebra, mas podemos medir o tamanho da cabeça, o tamanho da mandíbula, ou anormalidades faciais."


O único gene em questão, KCTD13, é responsável pela condução do tamanho da cabeça de peixe-zebra, regulamentando a criação e destruição de novos neurônios (células cerebrais). Esta descoberta deixar a equipa de focar o gene análogo em seres humanos. "Este gene contribui para casos de autismo, e provavelmente está associada com esquizofrenia e também obesidade infantil", diz Katsanis.


Uma vez que o gene foi descoberto, os investigadores podem examinar a proteína que produz. "Uma vez que você tem a proteína, você pode começar a pedir valiosas questões funcionais e aprender o que o gene faz no animal ou humana", diz Katsanis.


Variantes no número de cópias, tais como as que esta equipa encontrados no cromossoma 16, são agora pensado para ser uma das fontes mais comuns de mutações genéticas.
Centenas, senão milhares, de tais eliminações e duplicações cromossômicas foram encontradas em pacientes com uma ampla gama de problemas clínicos, particularmente perturbações do desenvolvimento neurológico.


"Agora nós podemos ter uma ferramenta eficiente para dissecá-los, o que nos dá a capacidade de melhorar o diagnóstico ea compreensão dos mecanismos da doença", diz Katsanis.


O estudo atual sugere que KCTD13 é um contributo importante para alguns casos de autismo, mas também aponta para a ação sinérgica deste gene com dois outros genes na região, denominadas MVP e MAPK3,diz Katsanis.


Fonte: ScienceDaily

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