Mecanismo epigenético relacionado con el autismo en niñas

Un estudio de la Universidad Rockefeller en Nueva York ha revelado un mecanismo epigenético que podría ser determinante en el desarrollo del síndrome de Rett, una de las causas más comunes de autismo femenino, que afecta a una de cada 10.000 niñas y les provoca retraso mental, regresión en el aprendizaje, estereotipias, ansiedad y esquizofrenia, entre otros síntomas.

En el trabajo, que publica esta semana la revista Cell, participa la española Marian Mellén, investigadora posdoctoral en la universidad estadounidense.

Mellén y su equipo han estudiado las alteraciones epigenéticas en células cerebrales. Este tipo de cambios son los responsables, por ejemplo, de que los gemelos –que comparten el 100% del ADN– evolucionen de forma diferente a lo largo de la vida, en función de sus hábitos y del ambiente. 

De la colección de ladrillos que forman el ADN –la molécula que guarda la herencia genética–, hay una pieza, la citosina, que es especial para los científicos dedicados a la epigenética. Los científicos saben que cuando la citosina cambia de identidad química y pasa a ser metilcitosina, puede apagar interruptores de los genes, silenciarlos y hacer que su mensaje no se transcriba según lo esperado.

Pero hasta el año 2010 se les había escapado que existe una segunda variación de esta pieza básica, llamada hidroximetilcitosina, descubierta en la misma Universidad Rockefeller.

Aun así, seguían sin saber para qué servía la segunda ‘prima química’ de la citosina. Por fin, con este nuevo trabajo han logrado averiguar que su función es completamente opuesta: si una impide que un gen se exprese, la otra hace justo lo contrario. “Ahora podemos diferenciarlas, medirlas por separado, afinar muchísimo la estimación de su efecto epigenético y, con ello, saber cómo se expresa cada gen”, explica a SINC la autora de la investigación, Marian Mellén.

Cada célula cerebral por separado

La científica y su equipo han descubierto que la proporción entre ambas variantes de la citosina en el ADN puede estar detrás del síndrome de Rett. El balance entre ambas sería el regulador de los genes que se expresan en las neuronas.

El segundo hito del estudio es que, además, como explica Mellén, “se ha descrito por primera vez qué proteína reconoce las dos variantes de la citosina en el cerebro y le da sentido a todo esto”. Es la proteína MeCP2, íntimamente ligada al autismo en niñas. Está codificada por un gen cuyas alteraciones son las causantes del 96% de los casos de síndrome de Rett, “lo cual es una burrada para una sola mutación”, afirma la bioquímica.

Lo que permitió al equipo de Mellén atar cabos y llegar a tales conclusiones fue tratar a cada tipo de célula del cerebro adulto por separado. “Mediante una técnica nueva de secuenciación, he analizado qué genes se expresarán y serán funcionales en varios tipos de células cerebrales”, explica la bioquímica.

Después, continúa, “en los núcleos celulares aislados mapeé y secuencié las regiones del genoma donde la metilcitosina y la hidroximetilcitosina son abundantes”. Así, gen por gen y célula por célula, analizando la relación entre ambos compuestos, la investigadora logró rastrear sus huellas epigenéticas y, finalmente, predecir de qué manera se expresarán los genes.  

La lectura de este balance podría, en el futuro, revelar qué hace cada célula en un momento dado. Los autores también creen que su investigación permitirá plantear nuevos enfoques terapéuticos para algunas enfermedades neuronales.

Referencia bibliográfica:

Marian Mellén, Pinar Ayata, Scott Dewell, Skirmantas Kriaucionis, Nathaniel Heintz. “MeCP2 Binds to 5hmc Enriched within Active Genes and Accessible Chromatin in the Nervous System”. Cell 151, 1417–1430, December 21. doi: 10.1016/j.cell.2012.11.022