Científicos descubren nueva enfermedad genética que causa envejecimiento prematuro y déficits cognitivos

Científicos han definido una nueva enfermedad genética marcada por envejecimiento prematuro y déficits en la función cerebral. El equipo de investigación utilizó secuenciación del genoma combinada con reprogramación celular para identificar la mutación genética responsable y estudiar cómo causa los síntomas observados en pacientes que sufren de esta condición recién descubierta.

Los investigadores rastrearon la enfermedad hasta una mutación en el gen IVNS1ABP, que contiene los códigos instructivos para construir IVNS1ABP, una proteína de unión a la proteína no estructural-1 del virus de la influenza. Se ha realizado relativamente poca investigación sobre este gen y proteína, y nadie los había vinculado previamente a la biología del envejecimiento, enfermedades de envejecimiento prematuro o neuropatía.

Para explorar los efectos de esta mutación genética, los científicos adquirieron muestras de células de la piel de los pacientes afectados y las reprogramaron en células madre pluripotentes inducidas. Estas células fueron guiadas hacia un estado que es más maduro que una célula madre pero aún no es una neurona u otra célula cerebral o nerviosa. Bajo el microscopio, los investigadores encontraron que las células derivadas de pacientes con la mutación crecen mucho más lento en comparación con el grupo de control reprogramado a partir de un hermano sin la enfermedad.

Este crecimiento letárgico sugirió que las células habían entrado en un estado similar a zombi llamado senescencia celular. El daño al ADN a menudo hace que las células se vuelvan senescentes. Cuando el equipo de investigación observó marcadores de daño genético, encontraron tres indicadores diferentes de lesión al genoma, así como un nivel aumentado de expresión de un gen inhibidor del ciclo celular asociado con senescencia celular llamado CDKN2A.

Experimentos de seguimiento mostraron que el daño al ADN estaba ocurriendo durante la división celular, y podría ser lo suficientemente severo como para causar muerte celular. Debido a que el gen mutado no tenía un vínculo directo conocido con la división celular, los investigadores plantearon la hipótesis de que su observación podría deberse a interacciones entre múltiples proteínas. Sus experimentos compilaron una lista de 14 proteínas potenciales que podrían estar involucradas. Diez de ellas estaban conectadas a la actina, uno de los componentes estructurales que da forma y estructura a una célula.

Durante la división celular, el filamento de actina necesita formar una estructura de anclaje, y usualmente forma una estructura de anillo muy redonda y uniforme. Pero en las células mutantes, la actina alterada forma un anillo encogido y de forma irregular, por lo que las células no se separan de manera simétrica y sufren daño. Los científicos sospecharon que la mutación estaba afectando cómo la célula coordina precisamente el proceso dinámico de construir esta estructura de anclaje de actina.

El equipo de investigación demostró que las células mutantes tenían alterada la dinámica de actina, y que las células podían ser tratadas con químicos para estabilizar la estructura de actina y mejorar la tasa de división celular normal. Los investigadores ya mostraron que si corrigen algunos de los pasos en los procesos moleculares, entonces pueden reparar algunos de los defectos, al menos en el modelo celular.