Dirigirse a focos de ARN en neuronas motoras derivadas de iPSC de pacientes con ELA con una expansión repetida de C9ORF72.
Año de publicación:
2013
Identificación de PubMed:
24154603
Subvenciones de financiación:
Resumen público:
La esclerosis lateral amiotrófica (ELA o enfermedad de Lou Gehrig) es una enfermedad uniformemente mortal causada por la muerte de las células del sistema nervioso que controlan la musculatura. Los pacientes se paralizan lentamente y pierden la capacidad de respirar, y actualmente no existen terapias efectivas. La expansión de un elemento repetido del ADN (GGGGCC) en un gen llamado C9ORF72 fue identificada recientemente como la causa genética más común de ELA. En este estudio, nos propusimos comprender cómo la expansión de la repetición GGGGCC en C9ORF72 provoca la degeneración celular. Para ello, las células de la piel de pacientes con la enfermedad se convirtieron en neuronas motoras (las células que mueren en la ELA) en una placa de cultivo. Descubrieron que grandes trozos de ARN que contenían la repetición GGGGCC expandida se acumulaban en las neuronas de pacientes con ELA y alteraban la función de estas células. Además, observamos que los oligonucleótidos complementarios a la secuencia de transcripción de ARN C9ORF72 ("oligonucleótidos antisentido") suprimieron la formación de estos focos de ARN. Estos hallazgos respaldan la idea de que la acumulación de ARN "tóxico" que contiene la repetición GGGGCC contribuye a la muerte de las neuronas motoras en la ELA y sugieren que los oligonucleótidos antisentido dirigidos a esta transcripción pueden ser una estrategia para tratar a los pacientes con ELA con la expansión de la repetición C9ORF72.
Resumen científico:
La esclerosis lateral amiotrófica (ELA) es una enfermedad neurodegenerativa grave caracterizada por la pérdida de neuronas motoras en el cerebro y la médula espinal. Las expansiones de una repetición de hexanucleótido (GGGGCC) en la región no codificante del gen C9ORF72 son la causa más común de la forma familiar de ELA (C9-ALS), así como de la degeneración del lóbulo frontotemporal y otras enfermedades neurológicas. Aún no está claro cómo la expansión repetida causa la enfermedad, y se proponen tanto la pérdida de función (haploinsuficiencia) como la ganancia de función (ya sea ARN tóxico o productos proteicos). Presentamos un modelo celular de C9-ALS con neuronas motoras diferenciadas de células madre pluripotentes inducidas (iPSC) derivadas de pacientes con ELA que portan la expansión repetida C9ORF72. No se observó una pérdida significativa de la expresión de C9ORF72 y la eliminación de la transcripción no fue tóxica para las neuronas motoras humanas cultivadas. La transcripción de la repetición aumentó, lo que llevó a la acumulación selectiva de focos de ARN que contienen repeticiones GGGGCC en neuronas motoras derivadas de iPSC C9-ALS. Focos de ARN que contienen repetición colocalizados con hnRNPA1 y Pur-alfa, lo que sugiere que pueden alterar el metabolismo del ARN. Las neuronas motoras C9-ALS mostraron una expresión alterada de genes implicados en la excitabilidad de la membrana, incluido DPP6, y demostraron una capacidad disminuida para disparar picos continuos tras la despolarización en comparación con las neuronas motoras de control. Los oligonucleótidos antisentido dirigidos al transcrito C9ORF72 suprimieron la formación de focos de ARN y revirtieron las alteraciones de la expresión génica en las neuronas motoras C9-ELA. Estos datos muestran que las neuronas motoras derivadas del paciente se pueden utilizar para delimitar eventos patogénicos en la ELA.