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2022-05-23Cartografía de la expresión génica en dos colores

CORDIS |Unos investigadores respaldados por la Unión Europea emplearon la resonancia magnética nuclear (RMN) para rastrear al unísono dos genes diferentes en dos colores. Este método nuevo podría emplearse algún día para observar procesos importantes en las profundidades del organismo.

La RMN es una herramienta fundamental empleada en la práctica clínica y la investigación médica. Desde su invención en los años setenta del siglo pasado, esta tecnología ha ayudado a los médicos y los investigadores médicos a detectar, observar y rastrear diferentes enfermedades, y su rendimiento ha aumentado con cada avance realizado en los últimos decenios.

Un método nuevo desarrollado por investigadores de los Estados Unidos e Israel podría mejorar aún más la eficacia de la RMN. El equipo de investigación, que contó con el apoyo de los proyectos financiados con fondos europeos GeneREFORM y AutoCAb, ha descubierto cómo emplear la RMN para rastrear dos genes diferentes en dos colores.

¿Por qué es tan importante este logro?

La capacidad para cartografiar la expresión génica en tiempo real en las células de nuestro organismo con colores diferentes proporcionaría conocimientos inestimables sobre procesos biológicos crípticos. Las proteínas multicolor brillantes, que los científicos utilizan hoy día en microscopía de fluorescencia para rastrear la expresión génica, no son muy útiles para observar lo que sucede en los tejidos profundos del organismo. Si bien la RMN permite a los científicos examinar estos procesos profundamente arraigados, las imágenes en escala de grises generadas no ofrecen información específica sobre la expresión génica. El método nuevo de los investigadores hace esto ahora posible.


«La RMN podría emplearse algún día para observar las profundidades del organismo durante un plazo largo y, de este modo, ver que sucede en los tejidos sin necesidad de extraerlos para estudiarlos con un microscopio», comenta en una noticia publicada en «Phys.org» el doctor Amnon Bar-Shir, del Instituto Weizmann de Ciencias (Israel), entidad anfitriona de los proyectos GeneREFORM y AutoCAb. «Nuestro método supone un gran paso en esa dirección», añade Bar-Shir, autor para correspondencia de este importante estudio publicado en la revista científica «Nature Biotechnology».

El equipo genomodificó dos grupos de genes marcadores muy activos, cada uno de los cuales expresa una de las dos enzimas diseñadas. También se crearon dos sondas moleculares innovadoras que, a diferencia de las sondas fluorescentes cuyas señales pueden ser bloqueadas por tejidos gruesos, son detectables por RMN. Estas sondas indicadoras se inyectan en el torrente sanguíneo y se acumulan tan solo en los genes marcadores que expresan las enzimas diseñadas específicamente. De este modo, se puede rastrear la expresión de los genes marcadores a través de la señal que emiten estas sondas en respuesta a diferentes frecuencias de RMN, y cada sonda aparece de un color diferente en el mapa de RMN.

«La expresión génica nos permite saber la función de cada célula —afirma la autora principal del estudio, la doctora Hyla Allouche-Arnon, del Instituto Weizmann de Ciencias—. Gracias a nuestro método, investigadores de diferentes campos pueden emplear ahora la RMN para rastrear la actividad de todo tipo de procesos como, por ejemplo, aquellos que involucran diferentes tipos de neuronas o inmunocitos».

Los investigadores probaron su método en ratones vivos mediante equipos de RMN muy potentes con un imán de unos quince teslas. Las imágenes de RMN permitieron detectar las señales de las dos sondas e identificar la ubicación precisa de las células que expresan las proteínas modificadas, que aparecían en color verde o rosa.

El método diseñado con el apoyo de los proyectos GeneREFORM (Genetically Encoded Multicolor Reporter Systems For Multiplexed MRI) y AutoCAb (Automated computational design of site-targeted repertoires of camelid antibodies) podría desarrollarse aún más para mapear al unísono más de dos genes en colores diferentes. En el futuro, si se adapta para su uso en seres humanos, podría servir para observar de forma atraumática procesos relevantes como, por ejemplo, la evolución de tratamientos antineoplásicos.

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