Un ojo en los genes

Muchas personas padecen enfermedades oculares que, en el peor de los casos, pueden conducir a la ceguera. Las enfermedades relacionadas con los ojos, como las cataratas, el glaucoma y la degeneración macular, están bien descritas, pero a menudo se desconocen los genes causantes. Un equipo de científicos de Fráncfort y Dresde se ha propuesto ahora identificar algunos de estos genes no descubiertos en mamíferos que asumen funciones en el ojo. En su análisis genómico a gran escala, descubrieron 15 genes relacionados con el ojo hasta ahora desconocidos y confirmaron otros 14 genes con funciones conocidas en el ojo. El estudio es pionero, ya que utiliza el análisis del genoma para predecir la función de los genes. Sienta las bases para nuevas investigaciones relacionadas con la visión y el ojo.

La reducción de la visión afecta en gran medida a la vida cotidiana y a la calidad de vida de las personas. En cambio, algunos animales no dependen de la vista como sentido principal, por lo que se redujo en el curso de la evolución o no se especializó. Los ejemplos más destacados de mamíferos con mala vista son el murciélago pardo ecolocalizador y, entre los roedores, los topos ciegos y la rata topo desnuda. En cambio, hay especies estrechamente relacionadas que ven bien: los zorros voladores no ecolocalizadores y roedores como las ratas y las cobayas. Aquí es donde entra este estudio, publicado en la revista "eLife" por investigadores del Centro LOEWE para la Genómica Traslacional de la Biodiversidad y la Sociedad Senckenberg para la Investigación de la Naturaleza de Fráncfort, así como del Instituto Max Planck de Biología Celular Molecular y Genética de Dresde y el Centro de Terapias Regenerativas de la Universidad Técnica de Dresde.

Los científicos compararon 49 genomas de mamíferos con buena y mala vista. "Para cada especie, investigamos los genes para ver si estaban intactos. Si un gen está intacto, es probable que cumpla sus funciones. En cambio, los genes rotos suelen estar relacionados con una pérdida de función. Esto da lugar al llamado "patrón de pérdida evolutiva", explica la primera autora del trabajo, la Dra. Henrike Indrischek, del Instituto Max Planck de Biología Celular Molecular y Genética. "Es muy informativo e interesante ver cómo se distribuyen las pérdidas de un gen entre las distintas especies animales. Si un gen está eliminado en el topo dorado ciego, pero intacto en el elefante, que es su pariente más cercano incluido en este estudio, esto puede indicar una función en el ojo. Se requiere que los genes de nuestra lista con una posible función relacionada con el ojo se pierdan al menos tres veces de forma independiente en diferentes especies animales con mala vista".

El equipo se fijó especialmente en uno de los 29 genes probablemente implicados en la visión: SERPINE3. Realizando experimentos en el pez cebra, pudieron demostrar que la supresión de este gen puede provocar cambios estructurales en el ojo y la retina. "El pez cebra se utiliza en la investigación ocular, ya que depende en gran medida de la visión, al igual que los humanos, y se reproduce rápidamente", explica Indrischek. "Otros estudios también relacionan SERPINE3 con variantes genéticas que influyen en los rasgos del ojo humano. Por tanto, sospechamos que la alteración de este gen en humanos puede contribuir a rasgos del ojo y a enfermedades oculares relacionadas con la edad."

La publicación es uno de los pocos estudios que utilizan patrones de pérdida de genes para predecir su función. "Esto nos permite rastrear genes relacionados con el ojo que hasta ahora se desconocían", afirma el director del estudio, el Prof. Dr. Michael Hiller, del Centro LOEWE de Genómica Traslacional de la Biodiversidad. "Al hacerlo, combinamos la genómica comparativa con experimentos en organismos modelo para identificar esos genes y predecir sus funciones. Durante nuestra investigación, encontramos otros genes interesantes, además de SERPINE3, que no se habían estudiado hasta ahora. Es probable que contribuyan al hecho de que la vista difiera entre especies animales. Aquí reside el potencial de la investigación futura sobre las enfermedades oculares".