Desvelan la cara más oculta del genoma que predispone al autismo o la esquizofrenia

En los genomas de vertebrados sólo el 5% del ADN –genoma- se corresponde con secuencias que codifican proteínas. El 95% contiene secuencias que controlan cuándo, cuánto y dónde un gen se va a transcribir , pero, mientras las secuencias codificantes de las proteínas se conocen, el otro era, en gran medida, desconocido, lo que impedía la identificación de las regiones reguladoras en los genomas secuenciados.

Ahora, diez nuevos estudios impulsados por consorcio PsychENCODE , una iniciativa multidisciplinar creada en 2015 y cuyo fin es desvelar los mecanismos moleculares que subyacen a la esquizofrenia, el trastorno bipolar y el trastorno del espectro autista, avanzan en el conocimiento de la arquitectura cerebral de estas enfermedades. Los estudios se publican en « Science », « Science Translational Medicine » y « Science Advances ».

En uno de los estudios de «Science», se han integrados datos obtenidos a partir de tejido cerebral y células procedentes de casi 2.000 familias con enfoques de aprendizaje profundo, el enfoque más novedoso utilizado para predecir el riesgo de enfermedad. En este trabajo, los investigadores han localizado «mutaciones» en « regiones promotoras » del genoma, regiones que preceden al inicio de un gen, en el autismo.

La investigación es el primer análisis de todo el genoma que descubre un papel para las mutaciones en la parte no codificante del genoma en cualquier condición humana.

Hasta ahora, la mayoría de los estudios de secuenciación del autismo y otras enfermedades se han centrado en la parte de codificación del genoma, es decir, los genes, que codifican proteínas para fabricar una célula . Pero más del 95 % del genoma humano es material distinto de los genes. «No tendríamos ese ADN si no hiciera algo», señala Stephan Sanders, de la Universidad de California-San Francisco (EE.UU.), uno de los científicos que dirigió el trabajo.

Los dos estudios que se publican « Science Translational Medicine » identifican distintos patrones de actividad genética en el cerebro, relacionados, respectivamente, con la esquizofrenia y el trastorno bipolar . Los hallazgos pueden facilitar el desarrollo de medicamentos en el futuro para la esquizofrenia y el trastorno bipolar, que afectan a decenas de millones de personas en todo el mundo y suponen una enorme carga económica.

Y, por último, el estudio publicado en « Science Advances » es el primero en crear un mapa epigenómico tridimensional de un subconjunto de células neuronales que sirven como modelo para próximos estudios epigenéticos de los componentes del desarrollo neurológico de la esquizofrenia.

El análisis de estas células, obtenidas de biopsias de individuos vivos con diagnóstico de esquizofrenia, así como de controles sanos, reveló diferencias individuales en las firmas epigenéticas en los elementos reguladores. Los autores afirman que los resultados pueden proporcionar nuevas dianas tratar la esquizofrenia .

Además, la ingente cantidad de información recopilada por los investigadores de PsychENCODE se han organizado en un « atlas » de datos accesibles. Esto permite a los científicos emplear análisis de aprendizaje profundo o un enfoque de aprendizaje automático inspirado en la cognición humana para encontrar pistas para tratar la progresión de los trastornos neuropsiquiátricos en los seres humanos.