Los científicos avanzan en la decodificación de la genética del insomnio

Un esfuerzo de investigación que involucró a investigadores de la Universidad de Texas A&M, la Escuela de Medicina Perelman de la Universidad de Pensilvania y el Hospital de Niños de Filadelfia (CHOP) utilizó la genómica humana para identificar una nueva vía genética involucrada en la regulación del sueño de las moscas de la fruta a los humanos: una nueva información que podría allanar el camino para nuevos tratamientos para el insomnio y otros trastornos relacionados con el sueño.

El genetista y biólogo evolutivo de Texas A&M Alex Keene colaboró ​​con Allan Pack y Philip Gehrman de Penn y Struan Grant de CHOP en la investigación innovadora, que se publica en Avances de la ciencia.

«Se han realizado enormes esfuerzos para utilizar estudios genómicos humanos para encontrar genes del sueño», dijo Keene. «Algunos estudios tienen cientos de miles de personas. Pero la validación y las pruebas en modelos animales son fundamentales para comprender la función. Hemos logrado esto aquí, en gran parte porque cada uno de nosotros aporta un área diferente de experiencia que permitió la máxima eficacia de esta colaboración».

Keene dice que lo más emocionante del trabajo del equipo es que desarrollaron una tubería que no comenzó con un organismo modelo, sino con datos reales de genómica humana.

«Hay una gran cantidad de estudios de asociación del genoma humano (GWAS) que identifican variantes genéticas asociadas con el sueño en humanos», dijo Keene. «Sin embargo, validarlos ha sido un desafío enorme. Nuestro equipo usó un enfoque genómico llamado mapeo de variante a gen para predecir los genes afectados por cada variante genética. Luego analizamos el efecto de estos genes en moscas de la fruta.

«Nuestros estudios encontraron que las mutaciones en el gen Pig-Q, que se requiere para la biosíntesis de un modificador de la función de la proteína, aumentaron el sueño. Luego probamos esto en un modelo vertebrado, el pez cebra, y encontramos un efecto similar. Por lo tanto, en humanos , moscas y pez cebra, Pig-Q está asociado con la regulación del sueño».

Keene dice que el próximo paso del equipo es estudiar el papel de una modificación de proteína común, la biosíntesis de anclaje GPI, en la regulación del sueño. Además, señala que la tubería de humanos a moscas de la fruta a pez cebra que desarrolló el equipo les permitirá evaluar funcionalmente no solo los genes del sueño, sino también otros rasgos comúnmente estudiados con GWAS humanos, incluida la neurodegeneración, el envejecimiento y la memoria.

«Comprender cómo los genes regulan el sueño y el papel de esta vía en la regulación del sueño puede ayudar a desbloquear futuros hallazgos sobre el sueño y los trastornos del sueño, como el insomnio», dijo Gehrman, profesor asociado de psicología clínica en psiquiatría en Penn y psicólogo clínico de la Instituto Penn de Cronobiología y Sueño. «En el futuro, continuaremos usando y estudiando este sistema para identificar más genes que regulan el sueño, lo que podría apuntar en la dirección de nuevos tratamientos para los trastornos del sueño».

La investigación de Keene dentro de su laboratorio afiliado al Centro de Investigación de Relojes Biológicos se encuentra en la intersección de la evolución y la neurociencia, con un enfoque principal en la comprensión de los mecanismos neuronales y los fundamentos evolutivos del sueño, la formación de la memoria y otras funciones conductuales en modelos de moscas y peces. Específicamente, estudia moscas de la fruta (Drosophila melanogaster) y peces de las cavernas mexicanos que han perdido la vista y la capacidad de dormir con el objetivo de identificar la base genética de las elecciones de comportamiento que influyen en las enfermedades humanas, como la obesidad, la diabetes y las enfermedades cardíacas.