Describen un nuevo mecanismo de regulación molecular de la neurogénesis

La investigación neurocientífica sigue generando nuevas expectativas gracias a su potencial aplicación clínica para la reparación del tejido nervioso. El avance publicado esta semana en la revista Nature se refiere a un fenómeno de modificación del DNA denominado “impronta genética”, cuya pérdida da lugar a diferentes enfermedades genéticas en humanos.

El trabajo, que describe un nuevo mecanismo de regulación génica implicado en la producción de nuevas neuronas en cerebros adultos, ha sido impulsado por el equipo de la investigadora británica Anne Ferguson-Smith en la Universidad de Cambridge. También ha colaborado el laboratorio de Isabel Fariñas (Unidad de Neurobiología Molecular-CIBERNED) en la Universitat de València) y un investigador de la Universidad de Castilla-La Mancha.

Para contextualizar el estudio hay que recordar que los organismos diploides se caracterizan por tener dos copias o alelos de cada gen, heredadas una del padre y otra de la madre. En la mayoría de los casos se produce la expresión de ambas copias simultáneamente. Sin embargo, en mamíferos hay genes que violan esta regla básica de la herencia, siendo expresados dependiendo del sexo del progenitor.

Este fenómeno se denomina “impronta genética” y consiste en modificaciones en el DNA que resultan en el silenciamiento de uno de los alelos durante la formación de los gametos. La pérdida de la impronta da lugar a enfermedades genéticas en humanos, como el síndrome de Angelman (con retraso mental grave y epilepsia severa) o el de Prader-Willi (de origen neuroendocrino) y se postula también como una alteración previa a la transformación neoplásica en algunos tumores.

Lo que han encontrado los investigadores es una relajación de la impronta en el gen Dlk1 en células madre del cerebro. La mayoría de las células de un ratón expresan sólo el alelo paterno de este gen. Sin embargo, el estudio demuestra que en células madre neurales se produce la expresión de las copias tanto paterna como materna del gen y que la expresión de ambas copias es necesaria para la correcta formación de nuevas neuronas en el cerebro.

La pérdida de impronta genética, por tanto, puede ser un mecanismo natural de regulación de la expresión génica útil para ciertos procesos y constituye un evento regulador que no se había descrito previamente en condiciones no patológicas.

“Cualquier mejora en el conocimiento del mecanismo de impronta genética nos acerca a la identificación de posibles tratamientos para estos desórdenes del neurodesarrollo”, indica la primera autora del trabajo, Sacri R. Ferrón, investigadora en la Universidad de Cambridge pero que pronto se incorporará la Universitat de València –su institución académica de origen–dentro del programa Ramón y Cajal.

“Haber determinado la ausencia de impronta genética en genes específicos como D1k1 aporta nueva información para posibles usos futuros en terapia molecular dirigida”, concluye Isabel Fariñas, investigadora responsable de la unidad de Neurobiología Molecular del Departamento de Biología Celular y Parasitología, de la Universitat de València.

El equipo de Fariñas pertenece, además, al Centro de Investigación Biomédica en Red sobre Enfermedades Neurodegenerativas (CIBERNED) y a la RETIC de Terapia Celular, además de ser grupo Prometeo 2008.