Nagoya, Japón:
La activación del gen SCN1A, que es deficiente en la mayoría de los pacientes con síndrome de Dravet, redujo las convulsiones febriles y mejoró los comportamientos en un modelo de ratón, según un estudio reciente.
Los hallazgos respaldan un posible nuevo enfoque para tratar la causa de la epilepsia asociada con la afección.
El estudio, «La activación del gen Scn1a basado en CRISPR / dCas9 en neuronas inhibidoras mejora los fenotipos epilépticos y conductuales de ratones modelo con síndrome de Dravet», se publicó en la revista Neurobiology of Disease.
Alrededor del 80% de los casos de síndrome de Dravet son causados por mutaciones en el gen SCN1A, que lleva instrucciones para producir una proteína que es parte (subunidad) de un canal de sodio llamado NaV1.1. Este canal de sodio se encuentra en la superficie de las células nerviosas y es esencial para generar impulsos nerviosos.
En la mayoría de los casos de síndrome de Dravet, las mutaciones surgen durante el desarrollo (de novo), que no se heredan de los padres, y las mutaciones en uno de los dos cromosomas son suficientes para desencadenar la enfermedad.
Como tal, aumentar la producción de la proteína creada a partir del gen SCN1A puede representar una estrategia terapéutica para tratar la afección.
Con este fin, un enfoque es utilizar el sistema de edición de genes CRISPR / Cas9 diseñado para identificar y cortar regiones específicas de ADN. Las áreas seleccionadas de ADN se identifican utilizando una hebra de ARN guía (ARNg) que coincide exactamente con la secuencia de ADN. El ARN es la molécula que normalmente transporta información de ADN que finalmente se transforma en una proteína.
Sin embargo, los investigadores pueden usar una proteína Cas9 desactivada (dCas9) que, en lugar de cortar el ADN, se dirige a una región seleccionada sin afectar el ADN. Luego, otras proteínas que desencadenan la actividad genética pueden unirse a CRISPR / dCas9, lo que lleva a una mayor producción de proteínas.
Investigadores de la Universidad de la ciudad de Nagoya en Japón utilizaron el sistema CRISPR / dCas9 para apuntar y activar la actividad del gen SCN1A en un modelo de ratón del síndrome de Dravet.
Como paso de validación, el equipo evaluó primero el sistema en pruebas basadas en células humanas y de ratón. Los gRNA, junto con el sistema CRISPR / dCas9 (dCas9-VPR), se insertaron en las células y se midió la actividad genética. Tanto en líneas celulares de ratón como humanas, se incrementó la actividad del gen SCN1A. Los objetivos genéticos relacionados con SCN1A (genes Scn2a, Scn3a o Scn8a) no se vieron afectados significativamente.
Se crearon ratones transgénicos utilizando este sistema dCas9-VPR que también albergaba mutaciones del síndrome de Dravet. Estos ratones eran susceptibles a convulsiones inducidas por la temperatura llamadas convulsiones febriles, una característica de la enfermedad.
El sistema dCas9-VPR se dirigió específicamente a las células nerviosas implicadas en la enfermedad (neuronas inhibidoras), y los ARNg fueron entregados a estas células por un virus adenoasociado inofensivo (AAV).
Estos ratones fueron sometidos a una prueba de convulsiones febriles en la que fueron expuestos a altas temperaturas y monitoreados para detectar espasmos musculares involuntarios (ataques mioclónicos), espasmos y saltos salvajes (ataques clónicos) y convulsiones (ataques tónico-clónicos generalizados).
Si bien ninguno de los ratones normales utilizados como control tuvo convulsiones durante la prueba, y los ratones mutantes no tratados desarrollaron convulsiones típicas de Dravet, el tiempo transcurrido hasta las convulsiones clónicas, los saltos salvajes y las convulsiones tónico-clónicas generalizadas fue significativamente más prolongado en los ratones mutantes tratados.
Asimismo, las señales eléctricas anormales encontradas en los cerebros de los ratones Dravet, que estaban ausentes en los ratones normales, disminuyeron significativamente en frecuencia en los ratones tratados.
Se confirmaron niveles aumentados de actividad de SCN1A en las células nerviosas específicas afectadas en el síndrome de Dravet en ratones tratados junto con niveles aumentados de la proteína del canal Nav1.1.
Finalmente, las pruebas de comportamiento encontraron que los ratones tratados mostraron patrones mejorados en comparación con los ratones no tratados, pero no al mismo nivel que los ratones normales.
«Demostramos que el sistema [CRISPR / dCas9] mejora con éxito la transcripción [actividad genética] de Scn1a en las neuronas inhibidoras en … el cerebro del ratón y mejora significativamente sus fenotipos epilépticos y conductuales», escribieron los investigadores.
“Nuestros hallazgos también sugieren que la disminución de Nav1.1 está directamente involucrada en los síntomas observados en adultos con síndrome de Dravet y abre una vía para mejorar esta condición”, agregaron.
Steve Bryson, PhD
