Ciencia: genética y enfermedad cardíaca. Avances
En genética se avanza día a día en el conocimiento del origen y desarrollo de muchas enfermedades. En la entrada siguiente transcribo un interesante artículo publicado en la Revista Genética Médica sobre genes relacionados con la enfermedad cardiovascular.
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36 nuevos genes relacionados con
la enfermedad cardiaca
POR GENÉTICA
MÉDICA· 6 DE ABRIL DE 2018
Amparo Tolosa, Genética Médica News
Una nueva aproximación experimental llevada a
cabo por investigadores de la Universidad Northeastern ha permitido identificar
36 nuevos genes relacionados con la enfermedad cardiaca.
El estudio ha identificado 36 genes
cuya expresión se ve modificada en relación al desarrollo de hipertrofia
cardiaca que no habían podido ser detectados mediante análisis tradicionales.
Más
de 17 millones de personas mueren cada año como consecuencia de las
enfermedades cardiovasculares. El estilo de vida influye en gran medida en el
riesgo a desarrollar estas enfermedades: seguir la dieta adecuada, no fumar y
llevar una vida activa pueden prevenir hasta un 80% la posibilidad de
tener un ataque al corazón o un accidente vascular de forma prematura. Sin
embargo, en el desarrollo de las enfermedades y condiciones cardiacas también
pueden influir los genes.
En
algunos casos, mutaciones en genes concretos causan de forma directa
enfermedades cardiovasculares. En otros casos es una combinación de diferentes
variantes o formas genéticas lo que aumenta el riesgo a tener una de estas
enfermedades. En este sentido, conocer en detalle cuáles son los factores genéticos que
pueden influir en el desarrollo de una enfermedad cardiaca resulta muy útil
para poder estimar de forma precisa cuál es el riesgo de una persona
concreta para manifestarla.
Una
parte importante de los genes relacionados con las enfermedades cardiacas que
ya se conocen ha sido identificada a través del análisis del material
hereditario (secuencias de ADN o expresión de los genes mediante análisis de
ARN) de muestras de sangre o tejido cardiaco de pacientes que ya han
manifestado la enfermedad o personas que lamentablemente han muerto debido a la
misma.
La comparación de los resultados obtenidos en
pacientes con aquellos obtenidos en controles, proporciona información sobre
qué aspectos moleculares no funcionan correctamente en las enfermedades
cardiacas. Esta estrategia ha proporcionado información de gran
utilidad para el estudio de las enfermedades cardiacas, especialmente al
utilizar datos de secuenciación del ADN. La información obtenida de la
expresión de los genes, sin embargo, no ha proporcionado los resultados
esperados a la hora de encontrar biomarcadores de la enfermedad o poder estimar
qué rutas bioquímicas se ven alteradas. Por una parte la variabilidad
genética que existe entre las diferentes personas puede actuar como ruido de
fondo e impedir identificar algunos de los genes que intervienen en las
condiciones cardiacas. Y por otra, estudiar a la población de pacientes como un
todo puede pasar por alto mecanismos que sólo se observan en unos pocos
pacientes.
En
un trabajo recientemente publicado en npj Systems biology and Applications,
un equipo de investigadores de la Universidad Northeastern ha utilizado una aproximación diferente enfocada al estudio de
la hipertrofia cardiaca.
Los investigadores utilizaron 100
líneas de ratones con diferente perfil genético entre ellas, pero en las que
todos los ratones de la misma línea son idénticos. Imagen: Darryl Leja,
National Human Genome Research Institute (National Institute of Health).
En
este caso los investigadores utilizaron 100 líneas de ratones con diferente perfil genético entre
ellas, pero en las que todos los ratones de la misma línea son idénticos.
Dentro de cada línea, los investigadores indujeron el fallo cardiaco mediante
un agente estresante en algunos animales y compararon la expresión génica en
ellos respecto a la de animales no tratados y utilizados como control. Puesto que en este caso “pacientes” y
“controles” presentaban exactamente el mismo genoma, los cambios de expresión
observados debían haber sido causados por el estrés cardiaco inducido. Por
otra parte, al comparar entre las diferentes líneas, los investigadores podían
evaluar el efecto de la variación genética sobre la enfermedad cardiaca.
El
equipo observó una importante variación en la respuesta de los ratones de las
diferentes líneas a los estresores cardiacos. En algunas de las líneas los
animales tratados apenas mostraban hipertrofia, mientras que en otras llegaba
al 80% de la masa cardiaca.
Mediante
este método el equipo identificó 36 genes cuya expresión se ve modificada en relación al
desarrollo de hipertrofia cardiaca. Interesantemente, el
efecto de estos genes había quedado enmascarado hasta el momento al utilizar
los métodos de análisis tradicionales.
Los
investigadores recurrieron entonces a bases de datos de estudios de asociación,
para determinar si la variación genética en estos 36 genes había sido
relacionada previamente con enfermedades cardiacas. De este modo detectaron un
enriquecimiento en estos genes en el conjunto de genes previamente relacionados
con diversas afecciones cardiacas o procesos relacionados con las mismas.
El
último paso en toda identificación de un gen candidato a estar relacionado con
una patología en análisis de genomas completos o de expresión génica global, es
validar experimentalmente cada candidato. En este caso, los investigadores validaron el papel de uno
de los 36 genes, Hes1, en la hipertrofia cardiaca y fallo del
corazón. La reducción de la expresión de este gen mediante ARN
de interferencia inducía una reducción de la hipertrofia hasta el 80-90%. Estos
resultados son especialmente coherentes cuando se tiene en cuenta que las cepas
de ratón en las que no había apenas hipertrofia se observaba una reducción de
la expresión de Hes1 tras
la inyección de agentes estresantes.
Los resultados del trabajo
proporcionan información sobre por qué algunas personas pueden ser más
susceptibles o estar más protegidas frente a la hipertrofia cardiaca en función
de su composición genética. Imagen: Ryoji Iwata, unsplash.
Los resultados del trabajo proporcionan
información sobre por qué algunas personas pueden ser más susceptibles o estar
más protegidas frente a la hipertrofia cardiaca en función de su composición
genética.
Los
investigadores del trabajo afirman que la pauta de trabajo descrita en el
artículo podría ser utilizada no solo para estimar el riesgo de una persona a
tener una enfermedad cardiaca sino también para predecir si los pacientes con
una enfermedad concreta responderán a un tratamiento.
El
siguiente paso del equipo será trasladar el método utilizado con ratones a
células madre humanas. “Cuando comparas dos poblaciones de células de la misma
persona, una como control y la otra bajo el efecto de un fármaco o estresor, se
puede comparar el cambio de expresión génica de forma personalizada,” señala
Alain Karma, profesor de la Universidad Northeastern y director del trabajo.
Investigación original: Santolini
M, et al. A personalized, multiomics approach identifies genes involved in
cardiac hypertrophy and heart failure. NPJ Syst Biol Appl. 2018 Feb 24;4:12.
doi: http://dx.doi.org/10.1038/s41540-018-0046-3
Fuente: Researchers
identify 36 new genes implicated in cardiac disease. http://news.northeastern.edu/2018/02/researchers-identify-36-new-genes-implicated-in-cardiac-disease/
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