Os pesquisadores inserem DNA humano suficiente em camundongos para estudar o nascimento prematuro

O nascimento prematuro continua sendo uma epidemia global ligada a uma vida inteira de potenciais complicações de saúde. Também é difícil estudar em criaturas vivas - especialmente a biologia exclusivamente precisa do nascimento prematuro em humanos.

p Relatório de pesquisadores em PLoS Biology inserir com sucesso DNA humano suficiente em camundongos transgênicos de laboratório que permitiu à equipe estudar uma parte única da gravidez humana em comparação com outros animais.

p Como resultado, os cientistas do Instituto Perinatal das Crianças de Cincinnati e do Departamento de Pediatria da Faculdade de Medicina da Universidade de Cincinnati descobriram o que controla a expressão de um hormônio do estresse chamado hormônio liberador de corticotrofina (CRH) na placenta. A placenta sustenta o feto e fornece comunicação com a mãe.

p Os níveis de expressão de CRH estão ligados ao momento do nascimento em humanos e indicam se a gravidez será pré-termo, pós-termo, ou o prazo normal de 37-42 semanas. Infelizmente, camundongos prenhes e outras espécies não primatas não expressam CRH naturalmente na placenta. Os cientistas tiveram que descobrir como fazer com que os animais incorporassem a maquinaria genética necessária para expressar o hormônio.

p Isso é importante porque os pesquisadores ainda não sabem o que o CRH faz na placenta durante a gravidez. Ter camundongos transgênicos com o DNA humano necessário para expressar CRH na placenta deve ajudá-los a descobrir, de acordo com Louis Muglia, MD, investigador sênior do estudo, Co-Diretor do Instituto Perinatal e Diretor de Genética Humana da Cincinnati Children's.

p "O desafio de estudar a gravidez humana é que a abordagem biomédica típica requer um animal relevante para a pesquisa, "Muglia disse." Isso tem sido feito para o câncer e muitas outras doenças. O problema é que a gravidez em humanos é diferente o suficiente para que não seja possível traduzir efetivamente as descobertas dos estudos em animais para os humanos. "

p Modelos de camundongos transgênicos que imitam aspectos-chave da gravidez humana também devem ajudar os pesquisadores a descobrir mais informações sobre como a epigenética afeta o momento do nascimento. Isso pode ajudar a responder a perguntas de longa data sobre se as exposições ambientais, como estresse social ou má nutrição, influenciam a expressão de genes importantes para um parto saudável, bebês a termo.

p A natureza encontra um caminho

p Para fazer com que camundongos de laboratório grávidas expressem CRH, A equipe de Muglia decidiu testar a genética evolutiva e a biologia. Eles experimentaram algo chamado de repetição de terminal longo retroviral (LTR) conhecido como THE1B.

p LTRs retrovirais são sequências idênticas de DNA que se repetem continuamente e permitem que os vírus insiram seu material genético no genoma de uma espécie hospedeira. No caso de THE1B, saltou para o genoma dos primatas antropóides (os parentes evolutivos mais próximos da humanidade) há 50 milhões de anos.

p A equipe de pesquisa desenvolveu a hipótese de que a invasão do genoma antropóide primata por THE1B pode ter iniciado a expressão de CRH na placenta durante a gravidez.

p Eles testaram isso microinjetando em camundongos transgênicos 180 kilobytes de DNA humano contendo THE1B LTR e CRH. Muglia disse que os pesquisadores não sabiam se funcionaria, mas em uma vívida demonstração de adaptabilidade genética, os camundongos integraram e ativaram o DNA da placenta.

p “Tivemos a sorte de os ratos já terem a maquinaria esperando e pronta para ativar e incorporar o DNA humano e CRH em sua placenta durante a gravidez, " ele disse.

p Vislumbre do controle da gravidez

p Depois que o DNA humano estava instalado e funcionando nas placentas de camundongos, os pesquisadores editaram seletivamente regiões de DNA de THE1B com uma técnica precisa de edição de genes chamada CRISPR / Cas9. Eles descobriram que a exclusão restrita de THE1B silenciou a expressão de CRH e normalizou o tempo de nascimento nos camundongos transgênicos.

p Seus dados também revelaram uma interação entre THE1B e um fator de transcrição chamado DLX3, que é expresso na placenta. Fatores de transcrição, em essência, são genes que dizem a outros genes o que fazer. Durante a gravidez, DLX3 é fundamental para o desenvolvimento normal da placenta.

p Coletivamente, os resultados do estudo sugerem que a inserção retroviral de THE1B no genoma antropóide iniciou a expressão de CRH na placenta, trabalhando com DLX3. Os dados também sugerem que a manipulação intencional dos níveis de CRH da placenta pode alterar o momento do nascimento. Os autores enfatizam que o estudo atual ainda é inicial e suas descobertas são uma pequena parte de um grande e complexo quebra-cabeça que requer mais pesquisas.

p Em seus estudos em andamento de CRH, THE1B e DLX3, os cientistas usarão essas novas informações para explorar como essas peças biológicas se encaixam no complexo quebra-cabeça do que controla o momento da gravidez humana.

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