Apuntar a un gen clave antes del nacimiento podría ayudar a un tratamiento para el síndrome de Down al revertir el desarrollo anormal del cerebro embrionario y mejorar la función cognitiva después del nacimiento, según un estudio dirigido por la Universidad Rutgers, en Nuevo Brunswick, Nueva Jersey, Estados Unidos.
Usando células madre que pueden convertirse en otras células del cerebro, los investigadores desarrollaron dos modelos experimentales, un modelo «organoide» del cerebro en 3D y un modelo de cerebro de ratón con células humanas implantadas para estudiar el desarrollo cerebral temprano relacionado con el síndrome de Down, según el estudio publicado en la revista ‘Cell Stem Cell’. El trabajo se centró en el gen OLIG2 del cromosoma 21 humano.
«Nuestros resultados sugieren que el gen OLIG2 es potencialmente un excelente objetivo terapéutico prenatal para revertir el desarrollo anormal del cerebro embrionario, reequilibrar los dos tipos de neuronas en el cerebro: excitadoras e inhibitorias, y un equilibrio saludable es fundamental, además de mejorar la función cognitiva postnatal», dice Peng Jiang, profesor asistente en el Departamento de Biología Celular y Neurociencias de la Universidad Rutgers-New Brunswick.
Por lo general, un bebé nace con 46 cromosomas, pero los bebés con síndrome de Down tienen una copia adicional del cromosoma 21. Eso cambia la forma en que se desarrollan el cuerpo y el cerebro de un bebé, lo que puede llevar a desafíos físicos y mentales, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de estadounidenses. El síndrome de Down es la afección cromosómica más común diagnosticada en Estados Unidos, que afecta a aproximadamente uno de cada 700 bebés, y aproximadamente 6.000 bebés nacen cada año con la enfermedad.
Los científicos obtuvieron células de la piel recolectadas de pacientes con síndrome de Down y reprogramaron genéticamente esas células a células madre pluripotentes inducidas por el hombre (hiPSCs). Similares a células madre embrionarias, las células especiales pueden desarrollarse en muchos tipos diferentes de células, incluidas las células cerebrales, durante la vida temprana y el crecimiento y son herramientas útiles para el desarrollo de fármacos y el modelado de enfermedades, según los Institutos Nacionales de la Salud estadounidenses.
Un gen con efectos críticos
Usando células cerebrales derivadas de células madre con una copia adicional del cromosoma 21, los científicos desarrollaron el modelo 3D de organoides cerebrales, que se parece al cerebro humano en desarrollo temprano. También desarrollaron el modelo de cerebro de ratón, con células cerebrales humanas derivadas de células madre implantadas en el cerebro de roedor un día después de que nacieron los animales.
De esta forma, los investigadores descubrieron que las neuronas inhibitorias, que hacen que su cerebro funcione sin problemas, se producían en exceso en ambos modelos, y los ratones adultos tenían problemas de memoria. También encontraron que el gen OLIG2 juega un papel crítico en esos efectos y que inhibirlo llevó a mejoras.
La combinación del organoide cerebral y el modelo cerebral de ratón podría usarse para estudiar otros trastornos del desarrollo neurológico, como el trastorno del espectro autista. También puede ayudar a los científicos a comprender mejor los mecanismos de la enfermedad de Alzheimer. Los pacientes con síndrome de Down a menudo desarrollan la enfermedad de Alzheimer de inicio temprano, anota Jiang.
Fuente: infosalus.com