Análisis de sangre para rastrear expresión genética en el cerebro podría ayudar a prevenir enfermedades neurológicas

Encerrado dentro de una compleja red de vasos sanguíneos especializados, el cerebro sigue siendo el órgano más protegido del cuerpo. Esta intrincada estructura, si bien protege contra amenazas externas, plantea importantes desafíos para los investigadores que buscan comprender la dinámica de la expresión genética y su relación con las enfermedades. Para abordar este desafío, los científicos han introducido un método no invasivo para rastrear la expresión genética en el cerebro, lo que podría transformar la investigación sobre el desarrollo del cerebro, la función cognitiva y los trastornos neurológicos.

El equipo de científicos de la Universidad Rice (Houston, TX, EUA) ha desarrollado una clase innovadora de moléculas denominadas marcadores de actividad liberados (RMA). Estos RMA ofrecen una solución no invasiva para medir la expresión genética en el cerebro mediante un simple análisis de sangre. Tradicionalmente, la evaluación de la expresión genética en el cerebro se ha limitado al análisis post mortem o a técnicas modernas de neuroimagen menos sensibles y específicas. La plataforma de RMA, sin embargo, introduce en el cerebro un indicador sintético de expresión genética, que sintetiza una proteína capaz de atravesar la barrera hematoencefálica, facilitando así la medición de los cambios en la expresión genética mediante un simple análisis de sangre.

Estudios anteriores han descubierto que los anticuerpos cruzan la barrera hematoencefálica utilizando el receptor cristalizable de fragmentos neonatales (FcRn), un gen fundamental para regular los niveles de anticuerpos en el cuerpo. Utilizando métodos avanzados de bioingeniería, el equipo de la Universidad Rice fusionó el segmento de anticuerpo responsable del paso de la barrera hematoencefálica con una proteína informadora común. Esta innovación permitió la unión exitosa de RMA a genes específicos. Cuando estos genes se expresaron en el cerebro de un ratón, su expresión fue detectable en la sangre del animal. Los científicos creen que los RMA podrían convertirse en una herramienta esencial para que los investigadores controlen la expresión de genes cerebrales. Por ejemplo, la plataforma de RMA podría resultar muy valiosa para determinar la duración de nuevas terapias genéticas en el cerebro.

"Este método es muy sensible y puede rastrear cambios en células específicas", dijo el bioingeniero de Rice, Jerzy Szablowski. “La producción de esta proteína en aproximadamente el 1 % del cerebro elevó sus niveles en sangre hasta 100.000 veces en comparación con el valor inicial. Podríamos rastrear específicamente la expresión de esta proteína con solo un análisis de sangre”.

"Podríamos rastrear estas nuevas terapias con solo un análisis de sangre y continuar monitoreándolas a lo largo del tiempo, ya que la plataforma de RMA no es invasiva", añadió Szablowski. “Pero también podemos utilizar los RMA para estudiar la expresión genética en relación con la enfermedad. Ser capaz de rastrear diferentes cambios en la expresión genética nos permitirá comprender qué conduce a la enfermedad y cómo la enfermedad misma cambia la expresión genética en el cerebro. Esto podría proporcionar nuevas pistas para el desarrollo de fármacos, o incluso sobre cómo prevenir enfermedades neurológicas en primer lugar”.

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Universidad Rice