Los pequeños ARN vinculan el sistema inmunológico y las células cerebrales

Procesos específicos del sexo en la esquizofrenia y el trastorno bipolar

13.11.2019 - Alemania

Estudios recientes han encontrado una alta similitud genética entre las enfermedades psiquiátricas esquizofrenia y el trastorno bipolar, cuyos cambios específicos de la enfermedad en las células cerebrales muestran una superposición de más del 70 por ciento. Estos cambios afectan la expresión génica, es decir, la transcripción de genes con el propósito de convertirlos en proteínas funcionales. Un estudio en colaboración realizado por el Instituto de Farmacología y Farmacia Clínica de la Universidad Goethe (Profesor Jochen Klein) y el Instituto de Neurociencias de la Universidad Hebrea de Jerusalén (Profesor Hermona Soreq) muestra ahora sesgos específicos del sexo en estos cambios, así como en los mecanismos de control celular basados en cadenas endógenas de ácido ribonucleico corto (ARN).

Copyright: Sebastian Lobentanzer

La ilustración muestra una red de 212 microARNs y sus 12.495 genes objetivo, deconstruidos en cuatro campos de acuerdo a sus cambios específicos de sexo.

Los científicos identificaron un papel importante de los microARNs, un grupo especial de estas pequeñas moléculas de ARN, conocidas por su amplio control de la expresión génica en todas las células humanas. La selección de un gen por uno de estos microARNs puede llevar a una restricción significativa de su expresión. "El principal problema es la enorme variedad de combinaciones posibles", dice Sebastian Lobentanzer, autor principal del artículo publicado en la revista Cell Reports. "El humano expresa cerca de 2.500 de estos microARNs, y uno solo puede influir en cientos, tal vez incluso miles de genes."

Por esta razón, los investigadores investigaron la expresión génica en los cerebros de los pacientes, así como en las células nerviosas cultivadas humanas con una combinación de secuenciación de ARN y bioinformática. Encontraron una diferencia en la expresión de genes relacionados con el sistema inmunológico entre hombres y mujeres, especialmente con respecto a las citoquinas, las sustancias mensajeras de las células inmunitarias. Al exponer las células neuronales masculinas y femeninas cultivadas a algunas de estas citoquinas, los investigadores encontraron una transformación de las células nerviosas en neuronas colinérgicas, definidas por su uso del neurotransmisor "acetilcolina".

Al secuenciar los microARNs en varios puntos durante este proceso, los científicos pudieron pintar un cuadro detallado de la interfaz del microARN entre los sistemas inmunológico y neuronal. Identificaron la participación de 17 familias de microARNs parcialmente dependientes del sexo y generaron una extensa red de 12.495 genes regulados. Utilizando un proceso de selección de múltiples etapas, las familias de microARN más influyentes fueron identificadas y confirmadas en experimentos dedicados. Esto llevó a la identificación de las dos familias expresadas específicamente por sexo mir-10 y mir-199 como interfaz entre las citoquinas y las funciones colinérgicas.

Las enfermedades psiquiátricas son un campo importante para los nuevos enfoques terapéuticos debido a su alta complejidad genética y su inaccesibilidad a las formas convencionales de terapia. Por un lado, el presente estudio demuestra paralelismos moleculares con las diferencias clínicas observadas durante mucho tiempo, pero no explicadas anteriormente, entre hombres y mujeres afectados por la enfermedad. Por otro lado, los mecanismos basados en pequeñas moléculas de ARN podrían abrir nuevas vías al influir en un gran número de genes relevantes para la enfermedad, un enfoque prometedor en la búsqueda de alternativas a los fármacos antipsicóticos tradicionales. "Estudios como el nuestro, que permiten una representación completa de las interacciones del microARN, son el primer paso en el camino hacia el desarrollo de nuevas sustancias terapéuticas", dice Lobentanzer.

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