Ratos geneticamente modificados abrem caminho para medicamentos personalizados em uma doença rara
Resumo gráfico. Crédito: Neurobiologia da Doença (2022). DOI: 10.1016/j.nbd.2022.105896
Uma equipe de pesquisa internacional liderada pela Dra. Ana Guadaño no Alberto Sols Biomedical Research Institute (IIBM, um centro combinado CSIC-UAM) e envolvendo a Universidade Complutense de Madri (UCM), usou técnicas de edição de genes CRISPR para incorporar em camundongos uma mutação de a proteína MCT8 responsável pelo transporte dos hormônios tireoidianos para o interior da célula.
Pacientes com mutações nessa proteína sofrem da síndrome de Allan-Herndon-Dudley, uma doença rara que se traduz em alterações neurológicas graves, em que cada paciente pode apresentar uma mutação diferente do MCT8.
Este estudo, publicado em Neurobiologia da Doençadescreve o primeiro modelo de avatar para a doença – em outras palavras, o primeiro modelo animal com o mesmo alteração genética como vários pacientes.
“O desenvolvimento de modelos de avatar que reproduzem fielmente as alterações dos pacientes com essa mesma mutação é o primeiro passo para a terapia direcionada. Especificamente, estabelece as bases para nos permitir estudar o possível ‘reparo genético’ dessa mutação em um modelo animale avaliar se isso serve para evitar ou reverter as graves alterações neurológicas que existem nesses pacientes”, diz Carmen Grijota, pesquisadora do Departamento de Biologia Celular da UCM e do IIBM.
Estrutura terciária do modelo de homologia MCT8 na conformação externa aberta. (A) A estrutura MCT8 foi prevista usando o servidor Robetta com base na estrutura de microscopia crioeletrônica da conformação externa aberta do MCT1 humano (PDB: 6LYY). O modelo foi refinado para eliminar resíduos não previstos com precisão (>5 Å de erro). Vistas lateral (esquerda) e superior (direita) da estrutura MCT8 foram geradas com o software PyMOL. A prolina 321, o resíduo mutado em dois pacientes com AHDS, é mostrada como bastões vermelhos. (B) O alinhamento 3D dos modelos MCT8 (azul claro) e MCT8-P321L (azul escuro) mostra uma diminuição na distância entre os TMHs no mutante. A mutação P321L altera a rede de interação de aminoácidos no MCT8. As alterações na posição das TMHs entre os dois modelos são indicadas com setas vermelhas (painel direito). A estrutura MCT8-P321L foi prevista conforme descrito em A. O alinhamento 3D foi realizado por meio do software Pymol. A mutação P321L altera a rede de interação de aminoácidos em MCT8 (painel esquerdo). Enquanto o resíduo P321 só interage com S194 de TMH1, o mutante P321L também interage com I197 de TMH1 e W431, L434 e V435 de TMH8. As interações intraproteicas de MCT8 e MCT8-P321L foram avaliadas por RINGS 2.0 e as redes de interação de aminoácidos previstas foram representadas por Pymol. Os resíduos são mostrados como bastões coloridos. (C) Uma comparação da estrutura do bolso interno de MCT8 (amarelo) e MCT8-P321L (verde) mostra uma mudança dramática na forma e tamanho do bolso. MCT8 (azul claro) e MCT8-P321L (azul escuro) são mostrados como desenhos animados com a cavidade interna representada como uma superfície em amarelo e verde, respectivamente. O sentido do influxo hormonal foi representado por setas azuis. A estrutura da triiodotironina (T3) foi representada como bastões amarelos. Servidor CASTp e PyMOL foram usados para análise de volume de bolso de ligação de substrato e geração de imagem. Crédito: Neurobiologia da Doença (2022). DOI: 10.1016/j.nbd.2022.105896
As mesmas alterações neurológicas e motoras em avatares e humanos
Este estudo utilizou camundongos portadores da mutação “P321L”. Foram realizados testes para estudar o comportamento, os níveis de ansiedade e a capacidade de coordenação motora dos camundongos. Os cérebros dos animais foram então extraídos e manchas específicas aplicadas para revisar e estudar diferentes tipos de neurônio.
“Por fim, uma análise computadorizada aprofundada foi realizada para entender como a mutação pode estar afetando a estrutura do portador MCT8 e, portanto, sua função de transportar hormônios da tireóide”, diz Víctor Valcárcel, pesquisador do IIBM e coautor do artigo.
As alterações observadas nos camundongos incluíam hipotireoidismo cerebral (falta de hormônios tireoidianos no cérebro), hipertireoidismo (excesso de hormônios tireoidianos em outros tecidos), alterações na distribuição dos neurônios no córtex cerebral, e uma redução nos neurônios GABAérgicos. Também foram observadas alterações na coordenação motora, bem como comportamento ansioso no ratos mutantes. Todos esses achados refletem as alterações características dos pacientes acometidos pela doença.
Segundo os cientistas, os próximos passos da pesquisa envolveriam a administração de drogas que mimetizam a atividade dos hormônios tireoidianos, mas não exigem que o MCT8 entre nas células, porque usam outros carreadores diferentes. “A ideia é verificar se essas drogas podem chegar ao cérebro do camundongo mutante e melhorar todas essas alterações”, explica a pesquisadora do IIBM, Marina Guillén.
Víctor Valcárcel-Hernández et al, Um modelo de camundongo avatar criado por CRISPR/Cas9 com deficiência do transportador de monocarboxilato 8 exibe alterações neurológicas distintas, Neurobiologia da Doença (2022). DOI: 10.1016/j.nbd.2022.105896
Oferecido pela Universidade Complutense de Madrid
Citação: Camundongos geneticamente modificados abrem caminho para medicamentos personalizados em uma doença rara (2022, 12 de dezembro) recuperado em 12 de dezembro de 2022 em https://medicalxpress.com/news/2022-12-genetically-mice-pave-customized-medicine.html
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