Científics utilitzen un enfocament innovador per aprofundir en el coneixement d'un trastorn neurològic poc comú
Investigadors de l'Institut de Recerca Germans Trias i Pujol (IGTP) i del Barcelona Supercomputing Center-Centre Nacional de Supercomputació (BSC-CNS) han descobert nous mecanismes genètics relacionats amb l'atàxia espinocerebel·losa tipus 37. La seva investigació, publicada a la revista Human Genetics, ha utilitzat tècniques avançades com l'edició gènica CRISPR/Cas9, la seqüenciació d'ADN en temps real i machine learning. L'estudi aprofundeix la nostra comprensió d'aquesta malaltia hereditària, conduint a diagnòstics més precisos i millor assessorament genètic per als pacients.
L'atàxia espinocerebel·losa tipus 37 és un trastorn neurològic minoritari, originalment trobat en pacients de la península ibèrica. Comença a l'edat adulta i empitjora gradualment, causant dificultats en la parla, desequilibri i moviments descoordinats, entre altres símptomes. Amb el temps, sovint resulta en un augment de problemes de mobilitat, i moltes persones necessiten fer servir una cadira de rodes.
Aquesta condició va ser descrita per primera vegada el 2013 pel grup de Neurogenètica de l'IGTP, liderat per Antoni Matilla. S'origina per la degeneració de les neurones cerebel·loses, desencadenada per una mutació genètica al gen Disabled-1 (DAB1). Aquesta mutació implica una seqüència d'ADN repetitiva complexa que porta a la interrupció de la funció normal del cerebel, que té un paper central en el control del moviment i l'equilibri.
El grup de Matilla ha seguit estudiant la malaltia i ara ha publicat un estudi a la revista Human Genetics amb nous coneixements sobre els seus mecanismes genètics, en col·laboració amb el BSC-CNS. L'equip ha utilitzat, per primera vegada, l'edició gènica amb CRISPR/Cas9 i la seqüenciació de nanoporus en temps real, juntament amb machine learning (en català, aprenentatge automàtic), per analitzar amb precisió la mutació d'ADN causant de l'atàxia espinocerebel·losa tipus 37. Aquest enfocament innovador ha ajudat a entendre millor com les seqüències d'ADN properes i llocs específics de metilació impacten en els símptomes de la malaltia.
"El nostre equip ha generat models predictius usant aprenentatge automàtic, que defineixen les correlacions genètiques i clíniques de com progressa la malaltia i la seva gravetat. Aquests models són fonamentals per preveure com es podria desenvolupar la condició en els pacients, oferint valuoses perspectives per al seu tractament i maneig", afirma Matilla. Afegeix que "esperem que aquestes troballes ajudin a proporcionar diagnòstics més precisos i millor assessorament genètic per als pacients amb aquest tipus d'atàxia".
L'estudi també ha fet un altre descobriment significatiu: ha rastrejat la mutació de la malaltia fins a un origen comú fa 859 anys a la península ibèrica estudiant pacients d'atàxia espanyols i portuguesos. Aquesta perspectiva històrica afegeix una nova dimensió al nostre coneixement, subratllant la presència perllongada de la malaltia a la regió. Tot i això, Matilla no descarta un possible origen no europeu de la mutació d'ADN en aquest tipus d'atàxia hereditària, ja que en aquesta època el sud de la península ibèrica va establir importants migracions des del continent africà.
En resum, aquesta investigació representa un avenç notable en la determinació de la mida i l'estructura de la mutació de l'atàxia espinocerebel·losa tipus 37, essencial per a un diagnòstic genètic precís. L'estudi ha descobert connexions importants entre el genotip i el fenotip i patrons diferents de metilació cerebel·losa, que aprofundeixen la nostra entesa de les causes subjacents de la malaltia.
Referència
Sanchez-Flores M, Corral-Juan M, Gasch-Navalón E, Cirillo D, Sanchez I, Matilla-Dueñas A. Novel genotype-phenotype correlations, differential cerebellar allele-specific methylation, and a common origin of the (ATTTC)n insertion in spinocerebellar ataxia type 37. Hum Genet. 2024 Feb 23. DOI: 10.1007/s00439-024-02644-7.