Investigadores del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBM), un centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), han logrado identificar moléculas con la capacidad de corregir un error en la lectura del gen CPEB4 en cultivos celulares. Este gen, que produce una proteína encargada de regular otros genes en el cerebro, está relacionado con numerosos casos de autismo idiopático, es decir, aquellos sin una causa genética conocida. Este hallazgo ha sido patentado por el CSIC y la UAM, lo que abre nuevas oportunidades para futuras investigaciones con potencial terapéutico.
Las moléculas en cuestión son oligonucleótidos antisentido, pequeñas secuencias sintéticas de ARN que funcionan como parches para corregir errores en el procesamiento del material genético. Estas están diseñadas para unirse al ARN mensajero del gen CPEB4, garantizando así la producción correcta de las proteínas. El estudio, publicado en la revista NAR Molecular Medicine, ha sido liderado por Lourdes Ruiz Desviat y José Javier Lucas, en colaboración con investigadores de la University of Southern Denmark.
Trastornos del espectro autista
Los trastornos del espectro autista (TEA) afectan aproximadamente a una de cada 100 personas. Se caracterizan por dificultades en la interacción social y un interés restringido hacia ciertas actividades. Aunque en algunos casos se puede identificar una mutación genética específica, en la mayoría (autismo idiopático) no se conoce una causa genética o ambiental clara.
Las moléculas patentadas actúan como parches para corregir errores en el procesamiento del material genético. En este caso, están diseñadas para unirse al ARN mensajero del gen CPEB4, asegurando así que se produzcan las proteínas adecuadas. Si el ARN del gen CPEB4 no se procesa correctamente, se omite un fragmento conocido como microexón, lo que interfiere en la producción de proteínas esenciales para el cerebro. Esta alteración es común entre las personas con autismo idiopático, cuya causa genética sigue siendo desconocida.
Avances significativos en investigación
Un estudio previo realizado por el CBM y publicado en la revista Nature demostró que existe un defecto en el procesamiento del ARN del gen CPEB4 asociado al autismo idiopático. Como resultado, una pequeña parte del ARN, un microexón de 24 nucleótidos, no se incluye correctamente en el cerebro de los pacientes afectados. Además, se observó que la falta de este microexón conduce a una expresión deficitaria de muchos genes relacionados con el riesgo de autismo.
El desafío consistía en encontrar formas efectivas de revertir este incorrecto procesamiento del ARN. “Realizamos un barrido por las secuencias genómicas adyacentes al microexón de CPEB4 y diseñamos oligonucleótidos antisentido que pudieran modificar su inclusión”, explica Ainhoa Martínez, primera autora del artículo reciente. “En nuestras pruebas iniciales encontramos oligonucleótidos que producían efectos contrarios a los deseados; sin embargo, esto nos permitió comprender mejor los mecanismos biológicos involucrados.”
Perspectivas futuras y desafíos por superar
El efecto positivo fue alcanzado mediante oligonucleótidos que bloquean parcialmente el tramo del ARN siguiente al microexón. “Esto ralentiza el procesamiento del ARN y brinda más oportunidades a las neuronas para incluir correctamente el microexón”, añade Lourdes Ruiz Desviat. Estas moléculas presentan un potencial terapéutico real y ya han dado lugar a una patente. Además, su aplicación podría extenderse más allá del autismo, ya que alteraciones similares han sido observadas también en casos de esquizofrenia.
A pesar de estos avances significativos, los investigadores advierten sobre los retos restantes: “Este es solo el primer paso hacia una posible terapia”, concluye José Javier Lucas. “Por primera vez tenemos moléculas capaces de corregir alteraciones moleculares observadas en cerebros de individuos con autismo idiopático; sin embargo, aún debemos realizar estudios preclínicos en modelos animales para demostrar su efectividad.”
Preguntas sobre la noticia
¿Qué moléculas han diseñado los investigadores del CSIC?
Los investigadores del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBM) han diseñado oligonucleótidos antisentido, que son pequeñas secuencias sintéticas de ARN capaces de corregir un error en la lectura del gen CPEB4 en cultivos celulares.
¿Cuál es la función del gen CPEB4?
El gen CPEB4 produce una proteína que regula otros genes del cerebro y está implicado en muchos casos de autismo idiopático, donde no se conoce una causa genética específica.
¿Cómo actúan las moléculas diseñadas?
Estas moléculas actúan como parches para corregir errores en el procesamiento del material genético, asegurando que se produzcan las proteínas correctas al unirse al ARN mensajero del gen CPEB4.
¿Qué tipo de trastornos están relacionados con el gen CPEB4?
El gen CPEB4 está relacionado con los trastornos del espectro autista (TEA), que afectan a la interacción social y presentan un interés restringido en ciertas actividades. En muchos casos, como el autismo idiopático, no se identifica una causa genética clara.
¿Cuáles son los próximos pasos tras este hallazgo?
Aunque este descubrimiento representa un primer paso hacia una posible terapia, los investigadores advierten que aún queda mucho por hacer, incluyendo estudios preclínicos en modelos animales para demostrar la eficacia de estas moléculas en el cerebro.
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