Alteraciones visuales en un modelo animal de albinismo

• Autores: María Esther Zurita Redondo
• Directores de la Tesis: Lluís Montoliu i José (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2012
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Pedro de la Villa Polo (presid.), María Jesús Bullido Gómez -Heras (secret.), Jaime Tejedor Fraile (voc.), Carmen Ayuso García (voc.), Enrique de la Rosa Cano (voc.)
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Biología animal (zoología)
      • Genética animal
    • Biología molecular
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: digitool-uam.greendata.es
• Resumen

  • El albinismo es una condición genética que se caracteriza por la hipopigmentación y por una serie de déficit visuales. Los defectos del sistema visual incluyen déficits de fotorreceptores, subdesarrollo de la retina central y conexiones axonales anormales entre la retina y el cerebro. Estos defectos provocan una reducción de la agudeza visual, la pérdida de la visión estereoscópica y una severa pérdida de la visión nocturna y en penumbra. Hasta el momento se han descrito 15 genes diferentes asociados a distintos tipos de albinismo, dependiendo si la hipopigmentación afecta solamente a los ojos (albinismo ocular), si afecta a los ojos, la piel y el pelo (albinismo oculocutáneo) o si está asociado a otros defectos en el organismo. En el laboratorio se han producido varios modelos animales de albinismo oculocutáneo (OCA1), asociados a mutaciones en el gen de la tirosinasa (Tyr). Los ratones transgénicos portadores de copias funcionales del gen Tyr muestran un fenotipo indistinguible de los ratones silvestres pigmentados, con los déficit visuales característicos del albinismo, corregidos.

    El trabajo experimental de esta tesis se inició con el estudio de los patrones de expresión génica diferencial asociados al albinismo, durante el desarrollo de la retina de mamíferos. Se llevó a cabo un abordaje genómico, mediante el uso de microarrays, para investigar las variaciones en la expresión de los genes usando ARN de retinas de ratón en dos estadios de desarrollo, 18,5 y 21,5 d.p.c, importantes para la formación de la misma. Se usó la colonia de ratones albinos no consanguíneos HsdWin:NMRI para la generación de todos los modelos de ratón transgénicos utilizados como referencia para los distintos estudios. La interpretación bioinformática de los resultados obtenidos y la posterior validación experimental sugirieron que esta colonia de ratones albinos presentaba una variabilidad subyacente que no permitía discriminar variaciones, estadísticamente significativas, en la expresión de los genes.

    Mediante estudios electrofisiológicos se detectó una señal eléctrica de conos anormal en algunos individuos de la colonia de ratones albinos no consanguíneos HsdWin:NMRI. Esta anomalía de la funcionalidad del sistema visual fue confirmada a nivel estructural por análisis histológicos e inmunohistoquímicos, realizados por microscopía óptica y electrónica. Estas alteraciones de la retina eran similares a las observadas en otras retinopatías, como la degeneración macular asociada a la edad o algunas distrofias de conos, como por ejemplo la acromatopsia, e independientes de la presencia de los transgenes. Por tanto, estas alteraciones de la retina estaban segregando en la colonia de ratones albinos no consanguíneos HsdWin:NMRI. Los déficits de conos se correspondían con los que procesaban la luz a una longitud de onda de 430 nm, los conos azules.

    Se decidió clonar el gen, y la mutación asociada, responsable del déficit de los fotorreceptores tipo cono (llamados coneless) que estaba segregando en la colonia de ratones albinos no consanguíneos HsdWin:NMRI. Se establecieron varios pedigríes de hasta tres generaciones consecutivas y se fenotiparon todos sus individuos. Mediante el uso del panel de MD de Illumina, con 1449 SNPs distribuidos por todo el genoma de ratón. Los resultados del análisis de ligamiento genético indicaron que la mutación seguía un patrón monogénico, autosómico y recesivo, y que se localizaba en el cromosoma 3. Unos 200 genes, con expresión en la retina, fueron encontrados dentro de la región identificada. Algunos de estos genes se analizaron directamente mediante secuenciación de ADN y PCR cuantitativa con resultados negativos. Se decidió utilizar la tecnología de secuenciación masiva; se secuenciaron los exomas de varios ratones representativos de todos los genotipos y tras los respectivos análisis informáticos se localizó la mutación en el locus Gnat2, gen asociado a acromatopsia. Estos resultados se confirmaron experimentalmente, resultando en la descripción de un nuevo modelo de ratón de la enfermedad rara acromatopsia.