Notícia

Síndrome de Down: pesquisa traz novos conhecimentos sobre o neurodesenvolvimento

Programa do Genoma Humano, Departamento de Energia dos Estados Unidos / Wikimedia Commons

Fonte

Universidade de Massachusetts

Data

segunda-feira, 24 fevereiro 2020 12:45

Áreas

Biologia. Genética. Genômica. Medicina. Neurociências.

Nova pesquisa realizada no laboratório da Dra. Jeanne B. Lawrence, da Escola Médica da Universidade de Massachusetts, nos Estados Unidos, mostra que células humanas diferenciadas mantêm a capacidade de sofrer silenciamento cromossômico em resposta ao XIST, um “interruptor” natural do cromossomo X feminino. Essas descobertas, publicadas na revista científica Developmental Cell, abordam um obstáculo considerável no desenvolvimento potencial de terapias cromossômicas e fornecem uma plataforma para estudar diretamente os efeitos da trissomia 21 – que acontece na Síndrome de Down – no neurodesenvolvimento e, eventualmente, em outros tipos de células.

“Até agora, acreditava-se que a expressão do XIST só poderia desencadear o silenciamento cromossômico em células-tronco pluripotentes”, disse a Dra. Lawrence, professora de neurologia e pediatria da Universidade de Massachusetts. “Embora o XIST seja um poderoso modelo experimental, limitar-se a células-tronco pluripotentes é um obstáculo ao desenvolvimento de qualquer tipo de terapia cromossômica. Nosso trabalho mostra que as células-tronco neurais mantêm a plasticidade epigenética após o desenvolvimento pluripotente, permitindo que o silenciamento aconteça mais no desenvolvimento celular do que já se havia pensado”, explica a pesquisadora.

Em 2013, a Dra. Lawrence e colegas foram os primeiros a mostrar que o defeito genético subjacente responsável pela síndrome de Down pode ser suprimido em células-tronco pluripotentes em cultura (in vitro) usando XIST. Sua pesquisa atual leva esse trabalho adiante, mostrando que células neurais diferenciadas responderão ao silenciamento cromossômico usando XIST.

“Esta nova descoberta é fundamental para qualquer perspectiva de desenvolvimento de uma potencial terapia cromossômica. [A descoberta] também fornece um sistema experimental mais poderoso para reforçar a pesquisa na patologia do desenvolvimento da síndrome de Down, bem como na doença de Alzheimer, que é excepcionalmente comum em pessoas com síndrome de Down”,afirmou a Dra. Lawrence.

Os seres humanos nascem com 23 pares de cromossomos, incluindo dois cromossomos sexuais, mas as pessoas com síndrome de Down nascem com três cópias do cromossomo 21, o que é conhecido como trissomia 21. Um desafio importante para os cientistas que estudam a trissomia 21 é que centenas de genes estão super-representados na síndrome, resultando em uma vasta gama de impactos na saúde, incluindo incapacidade cognitiva, doença de Alzheimer e demência precoces, além de maior risco de leucemia infantil, defeitos cardíacos e disfunções dos sistemas imunológico e endócrino. Não se sabe ainda quais dos mais de 200 genes no cromossomo 21 são responsáveis ​​pelos vários aspectos da síndrome ou distúrbios associados.

A determinação das patologias celulares subjacentes e das vias genéticas responsáveis ​​pela síndrome de Down é composta pela variação normal entre pessoas e células. Um sistema experimental criado a partir de células da síndrome de Down derivadas do paciente e que pode ser desativado seletivamente pode ser usado para começar a responder algumas dessas perguntas, o que é importante para o desenvolvimento de qualquer tipo de terapêutica.

A descoberta de que o XIST não requer células pluripotentes para iniciar o processo de silenciamento aumenta o poder do XIST como uma abordagem experimental e supera um obstáculo percebido no desenvolvimento potencial de terapêuticas baseadas no XIST.

“O que descobrimos foram as células neurais necessárias para expressar o RNA XIST por mais tempo. A chave era que, depois que as células se diferenciam, o XIST leva mais tempo para silenciar a maioria dos genes. Nas células-tronco pluripotentes, o XIST silencia o cromossomo em cerca de três dias. Em células diferenciadas, demorou uma a duas semanas antes que a maioria dos silenciamentos comecem a acontecer”, concluiu a especialista.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na Escola Médica da Universidade de Massachusetts (em inglês).

Fonte: Jim Fessenden, Escola Médica da Universidade de Massachusetts. Imagem: Cariótipo da Trissomia 21. Fonte: Programa do Genoma Humano, Departamento de Energia dos Estados Unidos / Wikimedia Commons.

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