Técnicas de Edición Genómica en la Epilepsia

Edición del genoma mediada por CRISPR / Cas9 in vivo.

Se identificaron nuevas variantes de novo en el factor de diferenciación neuronal 2 ( NEUROD2 ) en dos niños no relacionados con encefalopatía epiléptica infantil temprana. El agotamiento de neurod2 con la edición del genoma mediada por CRISPR / Cas9 indujo convulsiones espontáneas en renacuajos, imitando la condición de los pacientes. La sobreexpresión de NEUROD2 de tipo salvaje indujo neuronas ectópicas en renacuajos;  sin embargo, las variantes de los pacientes fueron notablemente menos efectivas.

Bibliografia: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30323019

Terapia con Stem Cells en la Epilepsia

Combinando los métodos TALEN (nucleasas efectoras de tipo activador de transcripción) e iPSC (células madre pluripotentes), desarrollamos dos líneas celulares iPS generando la mutación puntual A5768G en el gen SCN1A. La iPSC diseñada mantuvo la pluripotencia y se diferenciaba con éxito en neuronas con características funcionales normales. Las dos líneas celulares difieren exclusivamente en la variante de susceptibilidad a la epilepsia.

Bibliografia: https://www.nature.com/articles/srep05404

Animal transgénico en la Epilepsia

Las líneas de ratones transgénicos son herramientas invaluables para la neurociencia. El refinamiento de proteínas fluorescentes sensibles al calcio, como GCaMP6, ha permitido la medición mínimamente invasiva de la actividad neuronal con alta señal a ruido, a una resolución de neurona única y en escalas espaciales cada vez más grandes. Las proteínas fluorescentes sensibles al calcio codificadas genéticamente ofrecen una serie de ventajas sobre la expresión viral o la inyección en masa.

Bibliografia: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5604087/

Ventajas  y Desventajas de los transgenicos:

Ventajas:

• Acceso a los alimentos sanos y nutritivos, fundamental para asegurar el derecho a la alimentación.
• Aumentos de la productividad y variaciones en la calidad de los alimentos.
• La mejora de las condiciones económicas de los agricultores y la reducción del hambre en el mundo, fruto del incremento de la producción.
• Son uno de los productos fundamentales de la evolución de la biotecnología de tercera y cuarta generación.
• Cultivos transgénicos pueden requerir menor cantidad de pesticidas.

Desventajas:

• Pérdida de las cualidades nutritivas de un alimento, al disminuir determinados compuestos o aparecer sustancias antinutrientes, que impiden su correcta asimilación.
• Los efectos de los transgénicos se entienden como positivos o negativos en función del interlocutor o el análisis, así como de la disciplina relacionada, lo que dificulta enormemente su consideración como un bien o un mal público global.
• El aumento de la productividad vendrá de la mano de una mayor resistencia de las especies al daño generado por los insectos, las infecciones virales y determinados herbicidas, lo que reduce la pérdida de cosechas y genera más producción a menor costo.
• Mayor resistencia de las plagas, lo que invitaría a crear plaguicidas más agresivos, o la propagación de malezas.
• Provocar otras alteraciones que originen cambios en la composición de los alimentos, con efectos desconocidos para la salud humana.

Bibliografia: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2215910X14700102

ADN recombinante en la naturaleza y ADN recombinante artificial en la Epilepsia

ADN recombinante en la naturaleza

Recombinación Génica

La recombinación genética es un proceso que lleva a la obtención de un nuevo genotipo a través del intercambio de material genético entre secuencias homólogas de ADN de dos orígenes diferentes. La información genética de dos genotipos puede ser agrupada en un nuevo genotipo mediante recombinación genética; por lo tanto, la recombinación genética es otra forma de aumentar la variabilidad genética de una población.

Fuente: https://www.news-medical.net/life-sciences/What-is-Recombinant-DNA-(Spanish).aspx

ADN recombinante artificial en la Epilepsia

La proteína 2 de unión a ADN de cromodominio helicasa (CHD2)

Es una ATPasa y un miembro de la familia de enzimas relacionadas con helicasa de tipo SNF2. La actividad dependiente de ATP de CHD2, cataliza el ensamblaje de la cromatina en arreglos periódicos. En la región N-terminal de CHD2,  contiene cromodominios en tándem, que cumple una función autoinhibidora en las actividades de unión de ADN y ATPasa de CHD2. Mientras que la pérdida de la región N-terminal conduce a una actividad aumentada de la ATPasa estimulada por la cromatina.

Fuente: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25384982

Prueba de Southern blot en la Epilepsia

Se examinaron las pruebas genéticas confirmadon el diagnóstico de EPM en cinco, dos hombres y tres mujeres. Se tomo muestras de sangre de cada paciente, realizando pruebas moleculares de transferencia de Southern genómica. El Southern blotting reveló alelos expandidos con más de 30 dodecamers. Se estimó que ambos alelos expandidos contenían un máximo de 100 a 120 repeticiones en los primeros tres pacientes y un mínimo de 80 repeticiones en los dos pacientes restantes.

Fuente: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213323214000206

Prueba de Reacción en Cadena de la Polimerasa en la Epilepsia

T:  Alteraciones en el ligando α 2 , trombospondina-1, en un modelo de rata de epilepsia de ausencia espontánea y en pacientes con epilepsias generalizadas idiopáticas / genéticas.

O: Las trombospondinas, que se sabe que interactúan con la subunidad α 2 de los canales de calcio sensibles al voltaje para estimular la formación de sinapsis excitadoras, se han implicado recientemente en el proceso de la epileptogénesis. 

M: Corteza somatosensorial y el tálamo ventrobasal.

AN: ADN genómico.

G: THBS1 y CACNA2D1.

PCR: PCR en tiempo real.

V: EFO.

Fuente: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28913875

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/epi.13898

Prueba de tamizaje y confirmatoria de la Epilepsia.

Prueba confirmatoria: Electroencefalograma

El EEG es una técnica que permite medir la sumatoria de potenciales postsinápticos inhibitorios y excitatorios neuronales, propagados desde la corteza cerebral hasta el cráneo, mediante electrodos de superficie posicionados sobre el cuero cabelludo de acuerdo con un estándar internacional. El EEG es hoy en día una herramienta indispensable en neurología para, entre otras, apoyar el diagnóstico de epilepsia.

Fuente: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0864-03002013000100004

Fuente: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0213485316300834

Prueba de tamizaje: Cribado genético

Es un diagnóstico donde puede haber hasta cuatro tipos de pruebas genéticas disponibles: pruebas de genes candidatos, paneles de genes, matriz de hibridación genómica comparativa y, en un muy pocos centros, la secuenciación del exoma clínica. Al hablar de uno de ellos la matriz de hibridación genómica comparativa (aCGH) presenta mayor resolución y fiabilidad, que ha sustituido el cariotipo como la prueba de primera línea en fenotipos epilepsia complejos.

Fuente: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25692410

Alteración de la epigenómica en la Epilepsia

La adición de un grupo de metales al carbono 5 de la citosina, ocurre en las citosinas que son seguidas de guaninas (dinucleótidos CpG). Estos no se encuentran distribuidos de manera uniforme en el genoma, existiendo regiones donde abundan, las denominadas islas CpG, las islas CpG se encuentran generalmente no metiladas. La metilación de la región promotora de los genes se asocia generalmente a la inhibición de la transcripción, es decir, el silenciamiento génico.

Fuente: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0213485314000954

Alteraciones de la traducción de la Epilepsia

Son pequeñas moléculas de ARN endógeno que no codifican para proteínas. Los micro-ARN (miARN) son un tipo de ARN no codificantes (ARNnc) que participan en la regulación de la expresión génica de manera postranscripcional. Principalmente, actúan a través de 2 mecanismos, la degradación del ARN mensajero (ARNm) diana o mediante el bloqueo de la traducción. La puesta en marcha de uno u otro mecanismo dependerá del ARNm diana. 

Fuente: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0213485314000954

Alteraciones de la transcripción en la epilepsia

El ADN nuclear está asociado a un complejo multiproteico formando la cromatina. El nucleosoma es la unidad estructural básica de la cromatina y consiste en 146 pares de bases de ADN enrollado en un octámero de proteínas denominadas histonas (un tetrámero H3 / H4, 2 dímeros H2A y H2B y una molécula H1). Las histonas, además de ofrecer soporte estructural, las reglas de acceso a los factores de transcripción y, por tanto, la expresión génica.

Fuente: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0213485314000954

Alteraciones de la genómica en la epilepsia

En las décadas de los 50 y 60, se mostraron las primeras evidencias científicas de predisposición genética en diferentes síndromes epiléptico. Una mutación en una de las sub-unidades de un receptor colinérgico (CHRNA4) fue la primera mutación descrita relacionada con una epilepsia idiopática. En las epilepsias generalizadas, las primeras mutaciones descritas fueron en familias con epilepsia neonatal familiar benigna, en los genes KCNQ2 y KCNQ3, los cuales codifican secuencias de las subunidades de canales de potasio voltaje dependiente. 

Fuente: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S071686401370244X#tbl0005