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Los investigadores desarrollan el primer modelo humano para estudiar la patología neuronal del síndrome de Leigh

El síndrome de Leigh es la enfermedad mitocondrial más severa de niños. Causa la debilidad muscular severa, defectos del movimiento, e incapacidades intelectuales. Lleva generalmente a la muerte dentro de los primeros años de vida. No hay tratamiento causativo actualmente disponible. Uno de los genes transformados con frecuencia en pacientes es SURF1, que codifica para una proteína implicada en curso de generación de la energía en las células.

Los modelos animales no recapitularon los defectos considerados en los pacientes que llevaban mutaciones en SURF1. Por lo tanto, los científicos no tenían la herramienta a comenzar a entender los mecanismos de la enfermedad y para determinar los objetivos posibles para el tratamiento. Denuncian sobre el primer modelo humano para esta enfermedad rara en comunicaciones de la naturaleza, publicado el 26 de marzo.

El grupo de profesor Alessandro Prigione en el departamento de la pediatría general en el hospital Duesseldorf, Alemania de la universidad, en colaboración con los grupos de profesor Markus Schuelke en el departamento de Neuropediatrics, de Charite Universitaetsmedizin Berlín, y de profesor Nicolás Rajewsky en el instituto de Berlín para la biología de Medical Systems (BIMSB), centro máximo de Delbrueck para el remedio molecular (MDC), ahora ha desarrollado el primer modelo humano del síndrome de Leigh causado por las mutaciones SURF1.

Para lograr esto, los autores emplearon la tecnología de la reprogramación celular, que habilita a las células de convertido de la piel en las células madres que son capaces de generar las neuronas. Entonces utilizaron las tijeras moleculares CRISPR/Cas9 para quitar exacto la mutación de las células pacientes y para introducir las mutaciones en las células del mando. Así los autores podían investigar el efecto específico de las mutaciones SURF1 en un fondo genético controlado. Generaron después las neuronas y los organoids del cerebro, que están de una estructura tridimensional y reproducen las características del revelado temprano del cerebro humano.

Usando estos modelos, los autores descubrieron que los defectos neuronales considerados en los pacientes se pueden causar por un déficit de energía que ocurre en el nivel de precursores de los nervios, que son las células que generan las neuronas. Estos defectos de la energía llevan a ramificarse neuronal escaso, que causa la función incorrecta del cerebro durante el revelado. Finalmente, los autores demuestran que los defectos que se ramifican neuronales pueden ser corregidos perfeccionando el rendimiento de la energía de las células del progenitor usando terapia del repuesto del gen SURF1 o usando la droga Bezafibrate, que es actualmente segura para el uso clínico en niños.

Estas conclusión son importantes puesto que ofrecen por primera vez un modelo para estudiar la patología neuronal del síndrome de Leigh causada por las mutaciones SURF1. Por otra parte, indican las estrategias prácticas para tratar a los niños afectados por el síndrome raro de Leigh de la enfermedad, que es una enfermedad huérfana con altas necesidades médicas.

Source:
Journal reference:

Inak, G., et al. (2021) Defective metabolic programming impairs early neuronal morphogenesis in neural cultures and an organoid model of Leigh syndrome. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-021-22117-z.