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El genoma de ratón y su importante papel en el estudio de las enfermedades humanas

Gema Escribano, Genética Médica News

 

genoma de ratón

El ratón es uno de los organismos modelo para estudiar enfermedades humanas más utilizados. Imagen: Darryl Leja, National Human Genome Research Institute (http://www.genome.gov).

A pesar de que en los últimos años ha habido grandes avances en campo de la Genética Humana, en la actualidad siguen sin conocerse los genes responsables de muchas enfermedades raras diagnosticadas y el desarrollo de terapias para combatir este tipo de enfermedades continúa siendo lento y complicado.

Una solución común para conocer más sobre las enfermedades de origen genético es investigar este tipo de enfermedades en animales de experimentación cuyo genoma tenga un alto parecido con el de humanos.

Mus Musculus, más conocido como ratón de laboratorio, es el organismo modelo utilizado por excelencia en este tipo de ensayos, pues presenta una gran similitud con la biología humana y una gran facilidad de modificación genética. Sin embargo, como únicamente se utiliza una ínfima parte del genoma de ratón en las investigaciones relacionadas con enfermedades hereditarias, lo cierto es que todavía sigue sin conocerse en profundidad el genoma de este roedor.

El Consorcio Internacional del Fenotipado de Ratón (IMPC, en sus siglas en inglés) en colaboración con el Instituto Europeo de Bioinformática, el Consejo de Investigación Médica de Harwell y la Queen Mary University of London junto a la Monarch Initative ha realizado un estudio con el objetivo principal de construir una base de datos funcionales con los genes de ratón, además de recoger más información de interés sobre los sistemas neurológicos, metabólicos, cardiovasculares, respiratorios e inmunológicos de este animal.

La creación de este primer catálogo completo del genoma funcional de ratón revela información muy relevante sobre diferentes enfermedades humanas. Gracias a la realización de este proyecto,  el desarrollo de nuevas terapias y tratamientos podría acelerarse, así como mejorar la medicina de precisión.

El primer estudio, publicado en la revista Nature Genetics, muestra el análisis de los primeros 3.328 genes (15% de los genes de ratón que codifican proteínas).

 

El Consorcio Internacional de Fenotipado de Ratón tiene entre sus objetivos construir una base de datos funcionales con genes de ratón. Imagen: Darryl Leja, National Human Genome Research Institute (National Institute of Health).

 

Los investigadores se centraron en recorrer sistemáticamente el genoma del ratón y destruir genes particulares, uno por uno, en diferentes ratones. Esta técnica de modificación genética, conocida como “knock-out”, permite estudiar la función del gen suprimido y analizar el efecto de su ausencia en el desarrollo del ratón knockout. Al mirar las características resultantes del ratón, el equipo relaciona si el gen inactivo está en última estancia relacionado con alguna enfermedad. Finalmente los investigadores vincularon estos hallazgos con toda la información que ya se conocía sobre la versión humana de las enfermedades.

La investigación, que ha generado alrededor de 20 millones de nuevos datos, recoge 360 modelos de enfermedades y 28.406 nuevas descripciones de los efectos de los genes de ratón en distintas enfermedades, datos prometedores para la comunidad científica.

Además, en el proyecto los científicos pudieron observar características de enfermedades humanas en estos modelos de ratón, como en el síndrome de Bernard-Soulier (trastorno de la coagulación de la sangre), el síndrome de Bardet-Biedl (pérdida de la visión, obesidad y dedos adicionales) o el síndrome de Gordon Holmes (un trastorno neurodegenerativo con pubertad tardía y ausencia de características sexuales secundarias).

El autor principal Dr. Damian Smedley de la Universidad Queen Mary of London (QMUL) y principal investigador de la  Monarch Initiative ha manifestado: “A pesar de que la Secuenciación de Segunda Generación ha revolucionado la identificación de nuevos genes en las enfermedades, hay todavía una falta de comprensión de cómo estos genes realmente causan enfermedades”.

Los modelos de ratón permiten acelerar el diagnóstico y el desarrollo de nuevas terapias. Pero antes de que este organismo modelo sea una herramienta clave de investigación biomédica, se necesita entender exactamente qué hace cada gen y el papel de éstos en las diferentes enfermedades.

El Dr. Smedley agrega que “Además de mejorar la comprensión de los mecanismos de las enfermedades y de los tratamientos para pacientes con enfermedades raras, los datos obtenidos serán de valor también para la medicina de precisión, donde el objetivo final es mejorar el tratamiento mediante la personalización basada en la información genómica de cada paciente”.

Por lo tanto, estos nuevos 360 modelos de enfermedades que se han identificado en ratón representan un primer paso de un enorme proyecto internacional. Se espera que los investigadores sean capaces de usar esta herramienta para desarrollar nuevas terapias para los pacientes.

Referencia: Meehan TF, et al. Disease model discovery from 3,328 gene knockouts by The International Mouse Phenotyping Consortium. Nat Genet. 2017 Aug; 49(8):1231-1238. doi: 10.1038/ng.3901

Fuente: Study of the mouse genome reveals new gene functions and their role in human disease.http://www.qmul.ac.uk/media/news/items/smd/198525.html

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