Insight identifica genes reguladores retinianos únicos

INSiGHT identifica genes reguladores retinianos únicos.

La visión comienza en la retina, una red neuronal sensible a la luz en el ojo que es crítica para nuestra capacidad de observar el mundo que nos rodea.

Investigadores del Baylor College of Medicine, el Texas Children’s Hospital y el Hospital for Sick Children han desarrollado una nueva plataforma que les permite descubrir nuevos reguladores de las neuronas de la retina. Esta plataforma, llamada INSiGHT, se utilizó para examinar más de 100 genes, y se identificaron 16 genes reguladores retinianos clave.

De estos genes, 15 no habían sido identificados previamente como reguladores retinianos y nueve se han asociado con enfermedades humanas. Los hallazgos, que se publican en la revista Cell Reports, contribuyen a una imagen más completa de los factores genéticos involucrados en la función de la retina en la salud y la enfermedad.

«A menos que comprendamos las vías moleculares que controlan el destino, la identidad y la conectividad neuronal, resulta difícil prevenir o tratar las enfermedades visuales, que afectan a 253 millones de personas en todo el mundo», dijo la autora del estudio, la doctora Melanie Samuel, profesora asistente de neurociencia en el Huffington Center on Aging en el Baylor College of Medicine.

Motivados por el objetivo más amplio de comprender mejor el control molecular del sistema nervioso, Samuel y sus colegas se centraron en la retina.

«Estudiamos la retina por muchas razones. Primero, las personas tienen una orientación visual. De hecho, una gran parte de nuestro cerebro está dedicada al procesamiento visual», dijo Samuel, quien también es parte del Centro Oncológico Integral Dan L. Duncan de Baylor. «En segundo lugar, la retina es una parte más simple del sistema nervioso en relación con el cerebro, por lo que resulta más fácil de estudiar. Además, sabemos mucho sobre la retina, incluidas las características de sus muchos tipos de neuronas y su conectividad básica. Finalmente, la retina puede abrir una ventana hacia el cerebro ya que las moléculas y los principios que gobiernan un sistema a menudo también afectan al otro».

Visión

En este estudio, Samuel y sus colegas adoptaron un enfoque imparcial para detectar nuevos genes implicados en el desarrollo normal de la retina. Se asociaron con el Proyecto Knockout Mouse en Baylor College of Medicine dirigido por el Dr. Arthur Beaudet, profesor de genética molecular y humana, y la Dra. Mary Dickinson, profesora de fisiología molecular y biofísica, quienes son coautores del estudio.

«El proyecto, que cuenta con el apoyo de una subvención multimillonaria de los Institutos Nacionales de la Salud y trabaja en colaboración con el Centro Mary Lyon en Harwell, Reino Unido, genera cepas de ratones que carecen de un gen específico que ha sido modificado o eliminado. Las características principales de los ratones knock-out como una forma de entender cómo funcionan los genes y de qué funciones son responsables «, dijo Dickinson, quien también es titular de la Cátedra Kyle and Josephine Morrow en Baylor.

En su laboratorio, Samuel y sus colegas llevaron el trabajo del Knockout Mouse Project un paso más allá al observar el papel que desempeñaban los genes eliminados específicamente en la retina. Para esto, los investigadores desarrollaron la plataforma INSiGHT, que significa la identificación de genes de integridad neural y sináptica mediante el cribado de alto rendimiento. El sistema analiza la expresión del gen candidato y el efecto de su eliminación en el patrón vascular, la organización celular y la disposición sináptica en muestras de tejido.

Los investigadores recibieron muestras de tejido de más de 100 líneas diferentes de ratones knockout que representan alrededor de 450 animales diferentes y aplicaron INSiGHT para determinar cuáles de esas líneas pueden verse afectadas en varias características de la organización de la retina. Encontraron 16 genes reguladores retinianos únicos. Quince de ellos no habían sido implicados anteriormente en aspectos del desarrollo neuronal, el cableado y los patrones vasculares que nutren la retina. Es importante destacar que todos estos genes tienen genes humanos equivalentes y nueve de ellos han estado implicados previamente en la enfermedad neuronal humana.

«De los 16 genes que descubrimos, algunos llamaron nuestra atención», dijo Samuel. «Por ejemplo, los animales que carecen del gen Slc44a1 muestran cambios bastante dramáticos en el patrón de la vasculatura en la retina. Estamos interesados ​​en seguir estudiando este gen porque el correcto desarrollo y mantenimiento de las redes vasculares retinianas son fundamentales para la función visual normal, tanto en ratones como en personas.»

«Este estudio es particularmente emocionante porque, además de ayudar a comprender los mecanismos subyacentes a la enfermedad ocular, probablemente proporcionará información sobre otros trastornos neurológicos o cardiovasculares», dijo Dickinson. «El ojo es realmente como un pequeño cerebro pero con una ventana incorporada para observar directamente la biología. Combinando imágenes con genética a gran escala y métodos biológicos celulares, estamos comenzando a comprender funciones de genes que no se habían descrito previamente».

Ahora que Samuel y sus colegas han trabajado en INSiGHT, planean ampliar su pantalla para buscar más genes y determinar cómo funcionan los genes que ya han descubierto en la retina y el cerebro.

«Nuestro objetivo es contribuir a un objetivo clave en el campo, que es mapear el compendio de genes que regulan el sistema nervioso», dijo Samuel.

Traducción: Asociación Mácula Retina.

En la imagen: La Dra. Melanie Samuel. Crédito: Baylor College of Medicine.