Un estudio internacional dirigido por la Facultad de Medicina de la Universidad de Bonn ha identificado un gen que juega un papel importante en el desarrollo del feto humano. Si se altera, pueden producirse anormalidades en varios sistemas de órganos. El gen apareció muy temprano en el desarrollo. También está presente en el pez cebra, por ejemplo, y realiza una función similar allí. Los resultados se publican ahora en Revista de genética médica.

Los investigadores rastrearon el gen cuando estudiaron a dos personas con defectos de nacimiento. “Eran un hombre y su sobrina”, explica el Dr. Gabriel Dorchak. “Ambos tenían deformidades en los riñones, Tracto urinario y esófago, y el hombre también tenía una deformidad en el brazo derecho y el corazón”.

El médico está realizando una investigación en el Hospital Pediátrico Universitario de Bonn. Enfermedades genéticas raras En los institutos de anatomía y genética humana. Cuando el equipo observó la composición genética de los miembros de la familia, se encontraron con una anomalía: un gen llamado SHROOM4 estaba alterado en las personas afectadas en comparación con las personas sanas.

SHROOM4 ya era familiar de otro contexto: se sabía que desempeñaba un papel clave en la función cerebral. Las mutaciones pueden provocar deterioro mental, convulsiones y anomalías en el comportamiento. “Nuestros hallazgos indicaron, sin embargo, que puede desempeñar un papel más amplio en el desarrollo de órganos embrionarios”, explica Dworschak.

El equipo de Bonn buscó a nivel internacional otros casos en los que también se encontraron anomalías en el gen SHROOM4, y tuvo éxito: “Junto con nuestros socios de colaboración, esto nos llevó a cuatro personas más gravemente afectadas de tres familias”, dice el Prof. Dr. Heiko Reuter, quien Desde entonces se ha mudado del Hospital Universitario de Bonn a la Universidad de Erlangen-Nuremberg. “Todos tienen alterado el gen SHROOM4, pero no siempre de la misma manera”.

El pez cebra también necesita SHROOM4

Sin embargo, esto no aclaró necesariamente si las variantes de SHROOM4 eran realmente responsables de las anomalías. Pero hay un animal con un gen muy similar: el pez cebra. es como un archivo objeto típico En muchos estudios genéticos actuales, y no solo porque es fácil de mantener de una manera apropiada para la especie y capaz de reproducirse rápidamente: la piel de sus larvas es casi transparente. Esto facilita la observación del desarrollo embrionario de los animales bajo un microscopio óptico.

“Aquí en el Hospital Universitario tenemos la ventaja de que el grupo de investigación dirigido por el Prof. Dr. Benjamin Odermatt del Instituto de Neuroanatomía trabaja mucho con el pez cebra”, dice la Dra. Caroline Kolfenbach, quien también participó en el estudio SHROOM4. . “Esta experiencia fue fundamental en nuestro estudio”.

Los investigadores inhibieron casi por completo la actividad de SHROOM4 en las larvas. Luego, los animales mostraron anomalías similares a las observadas en los pacientes. Por otro lado, si a las larvas con SHROOM4 encapsulado se les inyectara material genético humano intacto, se desarrollarían casi normalmente. Esto demuestra, en primer lugar, que necesitan desesperadamente un SHROOM4 funcional para un crecimiento saludable y, en segundo lugar, que gen humano Todavía puede asumir la función del gen del pez”, dice Dworschak.

El equipo ahora quiere saber qué papel juega el gen en el desarrollo embrionario. “Presumimos que son esenciales para procesos muy básicos en la célula”, dice Dworschak. “Es difícil explicar de otro modo por qué los cambios en el mismo gen pueden causar una variedad tan amplia de síntomas”.

Una pequeña pieza en un mosaico de imágenes muy complejo.

Aún no se comprende completamente cómo se desarrolla un ratón, un perro o un ser humano a partir de un óvulo fertilizado. Esto se debe a que el óvulo tiene el potencial de formar cualquier tipo de tejido en un organismo vivo, ya sea hueso, piel, músculo o cerebro. que eso Células hijas genéticamente idéntico a él; Entonces, en principio, deberían poder hacer lo mismo. Pero en una etapa muy temprana, se activan ciertos programas en sus células que determinan irreversiblemente su destino de desarrollo.

Este proceso debe coordinarse hasta el más mínimo detalle. Porque solo así se asegura que los ojos se formen en el lugar adecuado de la cara, mientras que otras células muy próximas se diferencian en el cartílago nasal. Sorprendentemente, sin embargo, ningún conductor usa una varita. Es como si las naves espaciales de Lego se estuvieran ensamblando solas, solo que infinitamente más complejas. “Nuestro estudio es una pequeña pieza del mosaico de esta imagen, que aún está muy incompleta”, dice Dworschak.

Proporcionado por Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn