Un equip de científics ha desenvolupat una nova tècnica que combina la tecnologia d’organoides i la genètica per examinar els efectes que tenen les mutacions múltiples en el cervell humà, clau per identificar cèl·lules vulnerables i xarxes genètiques vinculades als trastorns de l’espectre autista (TEA), segons un estudi publicat fa uns dies a Nature.
El punt de partida de la investigació de l’Institut de Biotecnologia Molecular (IMBA) de l’Acadèmia de Ciències d’Àustria i de l’Institut Tecnològic de Zuric (ETH) és un organoide cerebral, la versió mil·limètrica del cervell humà fabricada, mitjançant mètodes de cultiu cel·lular, al laboratori. «Només un model humà del cervell pot recapitular la complexitat i les particularitats del cervell humà», exposa Jürgen Knoblich, director científic de l’IMBA i un dels principals autors d’aquest treball.
Nova tècnica «Choose»
Molts dels gens que confereixen un alt risc de desenvolupar un TEA són crucials per al desenvolupament de l’escorça i encara que estudis clínics han demostrat causalitat entre múltiples mutacions genètiques i l’autisme, encara no se sap com provoquen defectes en el desenvolupament del cervell. Els models animals, mentrestant, són «limitats» per la pròpia singularitat del desenvolupament del cervell humà.
Tot i això, aquesta nova tècnica, anomenada «Choose» (de l’anglès «CRISPR-human organoids-scRNA-seq»), pot detectar un conjunt complet «de gens reguladors transcripcionals clau» relacionats amb l’autisme, expliquen els autors en un comunicat.
Aquest avenç, destaquen, és especialment important perquè permet examinar simultàniament els gens d’interès dins d’un sol organoide, «cosa que marca el començament d’una era de detecció genètica del teixit humà intrincada, eficient i adequada».
Al model, cada cèl·lula de l’organoide porta com a màxim una mutació en un gen específic del TEA, de manera que els investigadors van poder observar els efectes de cada mutació a nivell unicel·lular i mapejar la seva trajectòria de desenvolupament.
«Amb aquesta metodologia d’alt rendiment podem desactivar sistemàticament una llista de gens que causen malalties. A mesura que creixen els organoides que porten aquestes mutacions, analitzem l’efecte de cada mutació en el desenvolupament de cada tipus de cèl·lula», explica Chong Li, de l’IMBA i principal autor de l’estudi.
A través de «Choose», els experts van demostrar que 36 mutacions de gens, coneguts pel seu alt risc d’autisme, provocaven canvis en tipus de cèl·lules específiques durant el desenvolupament del cervell humà, fins a identificar modificacions «transcripcionals clau» controlades per les anomenades «xarxes reguladores de gens»
«Hem demostrat que alguns tipus de cèl·lules són més susceptibles que altres durant el desenvolupament cerebral i hem identificat xarxes que són més vulnerables a les mutacions de l’autisme», indica Chong Li. Al marge d’aquesta àrea, els investigadors asseguren que «Choose» ofereix a altres col·legues un mètode «d’alt rendiment i versàtil» que es pot aplicar a qualsevol malaltia.
