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Conferencia: "Enfermedades genéticas, genes, mutaciones y terapias" - Daniel Gringberg - Contenido educativo
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Conferencia impartida por el Dr. Daniel Gringberg en el marco del Ateneo Alpajés
Muchas gracias por la presentación, muchas gracias por la invitación Javier y Camila, y para mí también es un placer poder aprovechar la parte positiva de esta pandemia que, como sabemos, todo lo demás es bastante negativo,
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pero por lo menos ha permitido este tipo de conexiones que no estaban tan de moda en otras épocas, y ahora nos permite conectarnos con gente que está en cualquier lugar,
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porque da lo mismo hablar desde Copenhague, desde Barcelona, desde Aranjuez, y bueno, por lo menos tenemos esa ventaja.
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Os voy a hablar básicamente de nuestro trabajo y de tres temas concretos, tres ejemplos, para mostrar un poco de qué va esto.
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Si hay cosas que no sabéis o que no entendéis y queréis interrumpir, no tengo problema, o si no las hablamos al final,
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O si no, en todo caso, aquí tenéis mi email y también lo tienen Javier y Camila. Y si queréis preguntar cosas después, también vale. Pues bien, empezamos por… ¿por qué no pasa muy rápido? Ahora.
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Las enfermedades raras, aquí en castellano no gusta mucho a las asociaciones de pacientes hablar de enfermedades raras. Raras viene del inglés rare, pero en inglés quiere decir también poco frecuente.
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En cambio, en castellano raras tiene como una connotación negativa, por eso usamos más enfermedades minoritarias. Pero en fin, son muchas enfermedades distintas, muchas de ellas son genéticas, muchas afectan a los niños, muchas veces son difíciles de diagnosticar.
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Y entonces, bueno, es un tema que además las farmacéuticas normalmente no les interesan porque no hay muchos clientes. Todo esto hace que sea un tema que está un poco fuera del circuito y nuestra obligación es tratar de meterlas en el circuito. Y de eso va un poco nuestro trabajo.
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Nosotros trabajamos en distintas enfermedades, las enfermedades raras son las que llamamos monogénicas en general, causadas por un único gen.
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También trabajamos en algunas enfermedades multifactoriales como la osteoporosis, pero de eso hoy no voy a hablar, o sea, de las bases genéticas de la osteoporosis me refiero.
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Pero nosotros trabajamos en esta serie de enfermedades, de las cuales solamente voy a mencionar las tres de las que voy a hablar en los próximos minutos.
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Son los síndromes de Sanfilippo C, Pimenpik C y Opis C. El hecho de que las tres tengan C es una casualidad absoluta y no tiene nada que ver con nuestra elección.
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Pues bien, las enfermedades minoritarias, como digo, suelen ser enfermedades genéticas monogénicas.
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Por lo tanto, primero tenemos que demostrar que es una enfermedad genética cuando empezamos a estudiar una de estas enfermedades.
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y luego tenemos que identificar el gen responsable, si el gen no se conoce,
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tenemos que identificar las mutaciones presentes en el paciente que hacen que tenga esta patología,
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estudiar la patogenicidad de estas mutaciones, demostrar que realmente son patogénicas
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y finalmente desarrollar modelos y estrategias terapéuticas.
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Ya veremos, hablaré de esto en los próximos minutos.
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Para identificar si la enfermedad es genética o no, hay casos donde es muy evidente,
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os pongo aquí muy rápidamente los tipos de herencias que conocéis,
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autosómica dominante, ligada al sexo recesiva, autosómica recesiva,
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sobre todo las dos primeras donde hay muchos casos en la familia,
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permiten enseguida entender que es una enfermedad genética.
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En las autosómicas recesivas es más difícil porque hasta que no aparece la unión de dos personas
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que son portadoras de una copia mutada del gen, no aparecen hijos con la enfermedad.
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Y en todo caso, si hay consanguinidad, como en este caso, es más probable que sea autosómica recesiva.
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Pero muchas veces nos encontramos con una imagen como la que está marcada aquí en el cuadro blanco,
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donde toda la familia es sana y de repente aparece un caso.
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Y entonces no sabemos si es genético o no es genético, si es autosómico recesivo o no,
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si es una mutación de nuevo que aparece por primera vez en este individuo, etcétera, etcétera.
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Muy bien, ¿cómo identificamos el gen responsable de la patología?
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Hasta hace un tiempo había casi una única posibilidad.
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A ver, en principio, hay algunas enfermedades que por el tipo de enfermedad que es,
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ya sabíamos cuál era el gen responsable, y ahí se encontró enseguida el gen, se lo analizó y tal.
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Pero cuando no tenemos una pauta clara, durante mucho tiempo se hacía lo que se llama análisis de ligamiento. Ahora os cuento dos pinceladas de esto, pero desde hace unos años la revolución vino por la posibilidad de secuenciar todo el exoma.
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Y este va a ser el tema de mi primer ejemplo que comenzaré enseguida.
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Solo para aclarar el análisis de ligamiento, es un tipo de análisis estadístico
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que solo se puede hacer en familias muy grandes para que tenga un valor estadístico suficiente.
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Con esto podemos llegar a encontrar en qué parte del genoma está el gen que causa esta patología
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y luego encontrar el gen.
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Esto ya digo, solo se puede aplicar en familias muy grandes.
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Este es un ejemplo nuestro de una enfermedad de la visión, retinitis pigmentosa. Cuando son artículos nuestros, pongo el doctorando normalmente de nuestro grupo, que es el primer firmante y donde fue publicado. Y aquí hay cinco afectos de un montón de hermanos y encontramos el gen responsable de retinitis pigmentosa.
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Pero ya digo, no voy a hablar ahora de análisis de ligamiento, sino que me voy a dedicar a la secuenciación del exoma.
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Y entonces, para recordar un poco qué quiere decir exoma, os recuerdo que un gen está compuesto por exones e intrones.
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Los exones normalmente son la parte que tiene la codificación para la proteína resultante.
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Entonces tenemos un trozo de un cromosoma, porque los genes están en cromosoma,
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que es un DNA de doble cadena y que tiene también unas señales cerca de él,
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que es donde la maquinaria celular hará uso de ellas para poder transcribir este gen.
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En este caso sería un factor de transcripción y la RNA polimerasa que permite que se transcribe este gen
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y fabrique el RNA que tiene todavía exones e intrones, pero luego un mecanismo que es el de splicing
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produce la eliminación de los intrones y nos quedamos ya solo con los exones que fabrican lo que se llama
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el mRNA, el RNA mensajero, que pasará al citoplasma y ahí se traducirá a proteína.
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Pues bien, dado que la parte más importante, digamos, del gen está en los exones,
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Para buscar las mutaciones que causan patología, nos vamos a dedicar a analizar solamente los exones y olvidarnos de los intrones. Pero el proceso de splicing es un proceso interesante que también tendrá que ver con dos de los apartados que vamos a comentar.
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Lo que quería mostrar es que en realidad, aunque en las figuras anteriores el intron parecía pequeñito,
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en el genoma humano la mayoría de los genes tienen exones muy pequeños,
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que son estas líneas casi verticales, digamos, que tienen un pequeño ancho pero muy poquito,
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y en cambio los intrones, fijaros el tamaño que tienen.
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Por lo tanto, si solo miramos exones, nos ahorramos un montón de secuenciación
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y solo iremos a la parte que nos interesa.
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Y además, en esta otra imagen donde aparecen varios genes, que no sé si los veréis ya, pero lo que quiero que veáis es que además de que en cada gen hay mucho espacio intrónico y poco de exones, en todo el genoma hay muchas zonas entre genes que no codifican y que después podemos discutir si sirven para algo o no, pero que cuando hacemos el exoma no lo miramos.
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Voy a tratar de saltarme algunas diapositivas porque hemos perdido tiempo y lo que yo quiero contar es que la forma de estudiar cómo encontrar un gen responsable de una enfermedad puede pasar por secuenciar todos los exones del genoma de una persona.
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No todo el genoma entero, sino solamente la parte codificante, los sexones. Y esto viene a cuento con el primer ejemplo que os comento, que es el de una chica que se llama Marta, que tiene 20 años y que los padres, el padre sobre todo, Carlos Goday, que es el que nos trajo a nosotros el tema, le tienen que cambiar los pañales cada día, con 20 años, no puede hablar, está en silla de ruedas.
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Vino desesperado porque no sabía qué tenía esta hija. Él se comunicó con investigadores internacionales y uno de ellos, John Opitz, dijo que podría ser lo que se llama el síndrome C de Opitz, el Opitz-C síndrome.
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pero que el gen no se sabía cuál era y entonces nosotros decidimos ir a buscar este gen
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y de paso John Opitz nos mandó una serie de familias que tenían este diagnóstico de Opitz-C
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para que encontráramos el gen.
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Claro, hay otra enfermedad parecida que se llama Boring-Opitz,
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en este caso se sabe cuál es el gen responsable de Boring-Opitz,
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En la mayoría de los casos el gen es ASXL1, pero en cambio en la enfermedad de OPITS no se sabía cuál era el gen.
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Para un momento aquí, no sé si lo veis, esta es una imagen con muchas figuras de niños,
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todos autorizan que se muestren sus figuras, o sea, eso es muy importante,
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y que son casos de Boring-OPITS y de OPITS-C.
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Todos tienen dismorfías faciales, contracturas, retraso de desarrollo,
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Y entonces lo que hicimos fue tratar de estudiar cuál podría ser el gen responsable de estos niños.
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Y me salto, voy directamente al pedigrí, me quedo aquí un rato.
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Lo que veis aquí, si es que os llega la imagen ya, son todos los pedigrís que tenemos de estos distintos niños.
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Aquí tenemos todas las familias que tenían un diagnóstico o bien de OPITS o bien de Bolling-OPITS o relacionado, que los dos renglones, el primero y el del medio, son las familias en general que nos mandó OPITS.
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Las últimas acaban de llegar y todavía las estamos estudiando. Y como veis, las que son Bolling-Opitz casi todas tienen mutaciones en el gen ASXL1, como se sabía, pero las que suponíamos que eran Opitz, las que están marcadas en verde, cada una tiene un gen distinto.
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O sea que lo que John Opitz consideraba que era un síndrome es realmente un conjunto heterogéneo de defectos genéticos y cada uno de ellos tiene un gen distinto como causal, genes que estamos estudiando actualmente y que a partir de estos descubrimientos nos permite trabajar con cada una de estas entidades por separados.
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separados. Termino aquí esta primera parte. Hemos juntado a familias con pacientes de
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enfermedad de Opixen, en particular las que tenían defectos en el gen Magel 2 y ahora estamos
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trabajando sobre este gen. Marta es la más grande de las tres niñas, no sé si ya veis la foto, y sus
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padres aquí en una reunión que hicimos en nuestra facultad. Paso al segundo de los ejemplos. Esta es
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una enfermedad que se llama Nieman-Pick de tipo C. Es una enfermedad de acúmulo lisosomal, pero no
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vale la pena que recordéis esto. También tiene una serie de retardos mentales y de retraso en
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desarrollo de los niños y se mueren a edades muy tempranas. Voy a saltarme la caracterización que
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tenía de la enfermedad y voy directamente a la que me interesa comentar. La que me interesa
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comentar, que se estará cargando ahora seguramente, es una mutación que hemos encontrado en el gen
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NP-C1, de Niemann-Pick-C1, que es el responsable de la enfermedad. Aquí la característica de esta
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mutación es que no ocurre en los exones, que es lo normal, sino que esto ocurría en medio de un
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intrón, o sea, entre el exón 9 y el exón 10 hay un largo intrón, aquí no está a escala, pero hay un
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largo intrón de 3.000 nucleótidos y en medio de eso nos costó mucho llegar a encontrar la mutación.
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La mutación era una mutación que confundía a la maquinaria celular porque al haber la mutación,
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las señales cambiaban y le decía a la célula que esto que está marcado aquí como pseudoexón,
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que lo tomara como un exón. Entonces cuando hacía el RNA, lo que hacía era incluir esta parte de
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entre lexón 9 y lexón 10 y con eso no se formaba una proteína correcta.
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Entonces nuestra idea fue colocarle, o sea, introducir en las células un trozo de DNA modificado,
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digamos un oligonucleótido que es complementario a esta región para que no se pueda hacer el splicing aquí.
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Y entonces la célula lo que hace es seguir adelante con el splicing normal, que es entre el 9 y el 10, y corregimos el defecto. O sea, no sé si ya fueron entrando distintas imágenes, pero no voy a entrar a detallarlas.
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Lo único que quiero decir es que la banda que incluye el pseudoexon es una banda que aquí se ve un poco más tenue, no sé si la veis ahora, es la banda de arriba en estos dos geles y cuando tratamos con el oligonucleótido de tipo morfolino para corregirlo, desaparece la banda patológica.
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Pues bien, esto lo publicamos, demostramos que a nivel de células de la piel, de fibroblastos que se sacan con un pellizco en la piel, pudimos corregir el defecto y entonces decidimos intentar corregirlo en un ratón con esta mutación.
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Para eso teníamos que generar un ratón con esta mutación.
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En este caso, mientras estábamos buscando una compañía que nos fabricara este ratón,
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nos enteramos que una fundación americana, Adi Ancasi Fan, que en algún momento entrará en la imagen para vosotros,
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tenían dos mellizas que tenían justamente esa mutación.
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No sabían que nosotros habíamos descubierto esa mutación, ellos se lo habían encargado a unos genetistas americanos y cuando se enteraron que nosotros habíamos descubierto la mutación reconocieron que era un trabajo muy importante porque a ellos les había costado muchos años haber llegado a la mutación de las chicas, pero lo que ellos habían hecho fue generar los ratones con la mutación del padre y la de la madre y una de esas mutaciones coincidía con la nuestra.
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Y entonces nos enviaron los ratones gratis para apoyar la colaboración, digamos, científica y nosotros lo que hicimos fue cruzar los ratones que eran portadores heterocigotos para tener ratones que fueran homocigotos y que por lo tanto que tuvieran, digamos, las mismas características que los pacientes.
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En el año 2017, digamos, lo que hicimos fue publicar este trabajo donde demostramos que esos ratones cumplían con las principales características de esta enfermedad.
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Es decir, por un lado, vimos que tenían un acúmulo en el cerebro de unas moléculas lipídicas que se llaman gangliósidos.
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Aquí veis, no sé si ya tenéis la imagen, en blanco son los ratones sanos y en negro los ratones que son modelos de la enfermedad y como veis tienen mucho más de los gangliosidos, tanto de GM1, GM2, GM3, que los sanos.
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También la enfermedad se caracteriza por un acúmulo de colesterol y vemos aquí que los ratones wild type tienen poco colesterol, mientras que los ratones con la mutación, que son modelos de enfermedad, tienen mucho más colesterol.
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O sea que bioquímicamente cumplían con las características típicas de esta enfermedad. Era un buen modelo de la enfermedad.
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Luego hicimos test de comportamiento y hay una serie de test, os muestro algunos aquí.
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Por ejemplo, aquí se hace un laberinto elevado donde los ratones o bien se pasan todo el día adentro de las zonas oscuras o son más aventureros y salen a buscar mundo por los brazos abiertos.
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O otro de las cuestiones es Rotarot, que es un aparato que da vuelta y los ratones están aquí corriendo rápido para no caerse y los ratones sanos aguantan mucho tiempo y los ratones enfermos se caen muy rápido.
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Bueno, una serie de estudios que lo que hacen es demostrar que ese modelo de ratón realmente recapitula las principales características de la enfermedad.
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O sea que es un modelo que sirve.
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Pues bien, ¿para qué sirve este modelo?
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Este modelo sirve para que podamos probar tratamientos en ellos que luego apliquemos a las personas.
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Mientras estábamos trabajando en este tema, yo he visto una noticia en Nature que un investigador americano, Tim Yu en Boston, había tratado a una niña con otra enfermedad distinta a la nuestra, pero que también tenía un problema de splicing parecido.
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Y había generado un oligonucleótido antisentido, no sé si ya tenéis la imagen, pero es igual que lo que habíamos hecho nosotros en fibroblasto. Él lo había hecho, había desarrollado este oligonucleótido y lo probó en la niña.
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y recibió la aprobación de la agencia de Estados Unidos
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que permite los tratamientos, que se llama la FDA.
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Y entonces dijimos, mira, si él ya tiene una forma de generar compuestos
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que son aprobados por las entidades reguladoras, como la FDA,
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lo mejor que podemos hacer es colaborar con él
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para que él desarrolle un oligonucleótido para nosotros,
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igual que el que habíamos diseñado para las células en las que demostramos que se podían curar los fibroblastos.
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Pero esto tendría todas las características que una entidad podría permitir que se aplique en personas.
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Entonces, con Tim empezamos la colaboración.
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Tim ahora nos está enviando oligonucleótidos, ya no para la enfermedad de Batten,
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que es la que trató en esta niña, sino para NimanPIC, para nuestra enfermedad.
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Y lo que estamos haciendo exactamente en estos momentos es inyectar en el cerebro el oligonucleótido, digamos, con la secuencia para que evite que haya un splicing aberrante.
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y con esto lograr que el splicing se corrija y que los ratones pasen a dejar de tener las características típicas de un enfermo,
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sino que pasen a tener características de individuos sanos.
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O sea que nuestra intención es probar que en el ratón este método es correcto y a partir de eso aplicárselo a pacientes.
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Aquí viene la parte un poco triste, muy triste de esta historia, porque por un lado el paciente que nosotros habíamos diagnosticado en 2009 ya se había muerto, o sea que en él no se podía aplicar, y la familia que nos había mandado los ratones con las dos mellizas estaban muy interesados en empezar el tratamiento con las mellizas cuanto antes.
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Incluso decían antes de que haya resultado San Ratón, estábamos discutiendo si podían aplicarlo antes o no, y justamente estábamos teniendo una teleconferencia como esta con el padre, con Hugh Hempel, con Tim Yu y nosotros, los tres, y él estaba en el hospital porque las chicas habían empeorado mucho en su condición.
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Y lamentablemente, tres días después nos llegó la noticia de que las chicas habían muerto. O sea que a estas chicas ya era muy tarde para tratarlas. De hecho, tenemos un paciente en Barcelona que tiene la misma mutación y pensamos que se le podría aplicar, pero el comité de ética del hospital decidió que no y tenían razón.
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La enfermedad también la tenía muy avanzada, igual que estas chicas, y decidieron que seguramente ya no lo curarían y no aprobaron el tratamiento.
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Pero lo que sí sabemos es que hay más pacientes con esta mutación, uno que diagnosticamos antes, uno que sabemos que hay ahora en San Juan de Deu, las chicas americanas, y sabemos de dos o tres más.
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Por lo tanto, nuestra idea es continuar con el trabajo en el laboratorio con el ratón, probar que el sistema sirve y ya tenerlo preparado para cuando aparezca un caso más joven donde empiece con el desarrollo de la enfermedad, entonces poder aplicárselo. Y ese es el estado de la cuestión.
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Pues bien, hago solo un repaso de los dos casos que hemos comentado. En el primero, simplemente lo que os demostré es que mediante el estudio de exoma se puede llegar a identificar el gen responsable de una patología.
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Nosotros lo hemos probado con casos de OPIC-C y prácticamente en todas las familias que estudiamos menos una hemos encontrado el gen responsable.
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Y eso tranquiliza mucho a las familias, por lo menos ya saben qué tienen sus hijos.
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Y a partir de conocer el gen se pueden empezar a buscar terapias.
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Y nosotros en este momento, en estos casos, en dos de los genes en concreto, porque ya dijimos que cada familia tenía un gen distinto,
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pero decidimos trabajar en dos de ellos, MAGEL-2 y TRAF-7, y estamos estudiando cómo hace para causar la enfermedad y tratar de buscar posibles terapias.
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Podría contar bastante de las terapias que pensamos utilizar, pero me quedaría fuera de tiempo. O sea que ese era el primer caso.
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El segundo caso es una enfermedad en la cual el gen ya se conoce, el NIMAPIC tipo C, el gen NPC1, y nosotros encontramos una mutación difícil de encontrar porque estaba en medio de un intrón, pero encontramos una forma de curarla en células y ahora estamos intentando curarla en ratón para luego poder aplicarla en humanos.
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Y dicho esto de los dos capítulos anteriores, el tercer y último ejemplo que voy a comentar es de otra enfermedad también de acúmulo lisosomal. Se trata de la enfermedad de San Filipo de tipo C. Y aquí lo que usamos fueron células pluripotentes, células madres pluripotentes inducidas, IPS, y de eso va a ir la charla de los últimos minutos que me quedan.
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Pues bien, también voy a pasar muy rápido la descripción de la enfermedad porque si no tengo que esperar que carguen las diapositivas. Básicamente es una enfermedad que empieza entre 2 y 6 años, es muy terrible porque los chicos nacen perfectamente normales, conocemos casos de hermosos niños de 2, 3 años y empiezan a tener un pequeño problema y al poco tiempo les llega el diagnóstico y el diagnóstico es totalmente fatal.
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O sea, realmente no hay cura, es muy, muy grave.
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Lo que fallan son genes que codifican enzimas que degradan una sustancia que se llama el heparansulfato.
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El heparansulfato es una molécula compleja que está en las superficies de las células, entre otros lugares, y tiene muchas funciones.
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No voy a entrar a detallar esto.
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En todo caso, si se carga la siguiente diapositiva y si no, os lo cuento. La degradación del heparansulfato es muy importante. Un acúmulo de heparansulfato es lo que causa esta enfermedad.
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Y lo que hay son distintas enzimas que producen esa degradación necesaria del parásulfato. Según las enzimas que están causando esa acumulación, se producen enfermedades muy parecidas, pero que tienen un pequeño nombre distinto. Son Sanfilippo A, B y C.
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Entonces, no sé si lo veis ahora, pero aquí están marcadas las enzimas que causan la enfermedad de San Filipo A, de San Filipo B y San Filipo D en verde y espero que se vaya cargando, pero la que a nosotros nos interesa es esta enzima que es la que causa la enfermedad de San Filipo C.
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Todos estos nombres no me importa demasiado que los recordéis, por lo tanto, no sé si ya ha pasado, pero paso a la siguiente diapositiva y lo que os cuento aquí, mientras se va cargando, os lo digo.
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Este es un gen que se descubrió hace no mucho tiempo, ahora para vosotros será mucho,
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pero en general estas enfermedades metabólicas tenían sus genes descubiertos bastante tiempo antes,
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a finales del siglo pasado, y este en cambio, el gen se descubrió en el 2006.
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Entonces, una vez que se descubrió el gen, nosotros no trabajábamos en esta enfermedad en ese momento,
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Cuando se descubrió el gen, dijimos vamos a buscar las mutaciones en los pacientes españoles que tienen esta enfermedad. Y entonces en el 2011, en el trabajo de Isaac Canals, nuestro doctorando en esa época, y es el que va a hacer todo lo que voy a contar ahora, descubrimos las mutaciones en todos estos pacientes.
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Muy bien. Pero la idea nuestra es siempre tratar de buscar un tratamiento. Y entonces aquí el problema es el siguiente. Nosotros trabajamos en células y entonces las células con las que trabajamos son células de la piel, fibroblastos.
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Pero esta es una enfermedad claramente neurológica, como todas las que comentamos hoy. Por lo tanto, el problema está en las neuronas. ¿Cómo hacemos para estudiar el efecto en las neuronas?
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Mientras trabajábamos con fibroblasto, hicimos algunas pruebas de terapia, no sé si se habrá cargado ya esta imagen, hicimos distintas pruebas en fibroblasto, pero esta es una de ellas.
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Aquí lo que vemos son células fibroblastos de individuos sanos, wild type, WT, y de dos pacientes, Sanfilippo C6 y Sanfilippo C7, que son los pacientes de los que voy a hablar el resto de la charla.
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Entonces, en los fibroblastos de estos pacientes, vemos que hay un acúmulo de paransulfato marcado en verde, ¿lo veis?
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Mientras que el individuo sano no tiene, en sus células, con azul se marcan los núcleos de las células,
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no tiene acúmulo de paransulfato, los pacientes sí que tienen ese acúmulo.
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Pues bien, entonces decidimos tratarlo con unos RNAs pequeños que se llaman SI-RNA,
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No voy a entrar a explicarlo, si queréis al final lo puedo comentar. Y entonces usamos uno que es un control negativo que no tiene que hacer ningún efecto y como veis cuando tratamos con este control negativo que no tiene que hacer efecto sigue habiendo acumulación de paránsulfato verde en los dos pacientes y en cambio cuando tratamos con un CRNA específico que es el que esperábamos que tuviera un efecto claramente tiene un efecto.
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Es decir, vemos que los pacientes 6 y 7 que tenían ese acúmulo verde, al ser tratados, casi desaparece totalmente el verde.
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Quedan algunas manchitas, pero hemos logrado eliminar el acúmulo de paránsula.
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Pues muy bien, pero esto lo hicimos en fibroblastos.
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Entonces, ¿cómo hacemos para probar el problema en las neuronas, que es donde realmente ocurre la enfermedad?
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En el año 2007, un señor que se llama Yamanaka, Shinya Yamanaka, publicó un paper, un artículo que revolucionó el mundo. Lo que hizo él fue lograr convertir los fibroblastos, estas células de la piel, en células madres pluripotentes.
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Entonces, mientras se va cargando la imagen que tengo aquí, la idea es la siguiente. A partir de quitar fibroblastos de la piel, que es un pequeño pinchazo que no tiene ninguna consecuencia, lo usamos para tener fibroblastos de los pacientes normalmente.
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tratándolos con cuatro genes distintos, introduciendo cuatro genes distintos,
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que es lo que se llama el cóctel de Yamanaka,
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logran que estas células que eran fibroblastos se desdiferencien
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y pasen a ser células pluripotentes.
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Y entonces estas células pluripotentes se pueden convertir en cualquier tipo celular.
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Y entonces, una vez convertidas en el tipo celular que a uno le interesa, se podrían reintroducir en el cuerpo si se lograron tratar fuera del cuerpo, corregir el defecto y volver a introducir en el cuerpo.
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Eso por el momento es muy complicado, pero en cambio lo que nosotros hacemos es aprovechar para tener un modelo celular de neuronas y otras células cerebrales, que es donde nosotros vamos a probar tratamientos, drogas y otro tipo de tratamientos para curar la enfermedad.
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Pues bien, entonces lo que hicimos fue coger estas células de pacientes, de esos dos pacientes, SF6 y SF7, introducirles el cóctel de Yamanaka con retrovirus, diferenciarlas, o sea, mejor dicho, desdiferenciarlas hasta que se conviertan en células inducidas pluripotentes.
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Se hacen un montón de pruebas distintas para demostrar que son realmente células pluripotentes. Aquí lo que vemos es como las células, todo el primer bloque de arriba es del paciente, del individuo sano, las células derivadas de fibroblastos de individuos sanos y las otras dos son del paciente 1, que es el SF6, o del paciente 2, que es el SF7.
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Y lo que pudimos demostrar aquí es que estas células, digamos, pluripotentes, se pueden diferenciar tanto in vitro, en nuestras placas, como in vivo, en un ratón donde se inyectan, a todos los tipos, a todos los tipos de células del organismo, a los distintos niveles centenarios.
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Pues bien, y lo que nos interesa a nosotros es que los pudimos diferenciar a neuronas y astrocitos.
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Entonces, voy a terminar ya mostrando los últimos resultados.
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Por un lado, lo que vimos es, voy directamente a neuronas para no perder tiempo,
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que en las neuronas la actividad del enzima responsable, el HGC-SNAP,
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Es muy alta en las células, las neuronas derivadas de IPS, derivadas de fibroblastos de individuos sanos, comparado con las neuronas derivadas de IPS, derivadas de fibroblastos de pacientes. Y al lado vemos que el acúmulo de glicosaminoblicanos va creciendo mucho más en los pacientes, en las células derivadas de pacientes, que en las saludadas.
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Dos últimas imágenes. Una es, o tres que me quedan. Una es la actividad de las neuronas se mide mediante los destellos, que es la actividad eléctrica del cerebro. Aquí ven, cuando llegue, vean que se llama Calcium Imaging, van a ver en negro y arriba como las IPS, las neuronas derivadas de IPS, de individuos sanos, tienen una serie de picos,
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mientras las que tienen los colores del VARSA, perdón, que son en azul y en rojo, que corresponden a los dos pacientes, tienen solamente un par de picos y muy poca actividad.
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Vale, ve que arriba tiene muchos picos y las otras dos están casi sin picos, ¿verdad? En la 7 aparece un solo pico azul y en la roja casi nada.
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Pues bien, nosotros hemos introducido el gen en estas neuronas como una forma de terapia génica, hemos introducido el gen sano en las neuronas que como son derivadas de pacientes no tienen gen sano,
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y lo que vemos aquí cuando le introducimos el gen HG-SNAP en cada uno de los casos,
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sobre todo en los dos de los pacientes que es donde pone SF6 y SF7,
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donde casi no había picos, ahora tenemos actividad.
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¿Veis? O sea que se recuperó la actividad neuronal en los casos en los que hemos introducido el gen sano
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en neuronas que no tenían el gen sano.
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Esto hace pensar que una terapia génica podría recuperar la actividad de las neuronas. Lo que era prácticamente plano en el SF6 y en el SF7, una vez que le introducimos el gen HG-SNAD, vemos que aparecen los picos.
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Y para terminar, porque se me acaba el tiempo, paso a la última diapositiva antes de la despedida con tres pantallas. No sé si se verá. Os cuento lo que se tendrá que ver. Lo que voy a hacer es activar los vídeos y entonces en el primero, que es una neurona wild type, tendríais que ver como que aparecen destellos, como de estrellas que van apareciendo.
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En el paciente, GFP quiere decir que no está tratado,
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porque solo se le pone una proteína verde para verlo, pero no está tratado.
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En el paciente no va a haber ningún destello.
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Pero en el paciente al que le hemos introducido el gen,
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vamos a recuperar destellos como en el caso original.
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Pongo las tres en marcha, si queréis, y a ver si lo veis.
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En el de arriba de todo, ¿veis los destellos?
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En el de igual tipo.
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Y en el de abajo también empieza a haber destellos, mientras que en el del costado no debería haber destellos. Probablemente con el retraso que hay en la señal no lo habéis visto, pero me podéis creer que logramos que las células de neuronas del paciente SFC7, que no tenía destellos cuando no estaba tratado, cuando le hemos introducido el gen responsable de la enfermedad, pero en su forma sana, recuperamos el destello.
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Pues bien, voy a dejarlo aquí, la última diapositiva, mientras se va cargando os la cuento, porque solamente para mostrar que este trabajo no es un trabajo de una persona, sino que es el trabajo de mucha gente.
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Aquí tenéis a nuestro grupo con una serie de doctorandos, alumnos de máster, alumnos de TFG, etc. Y como había la que hizo el trabajo de NIMAMPIC, Laura, no estaba en este grupo y el que hizo todo el trabajo de Sanfilippo, Isaac, no estaba en este grupo, busqué dos diapositivas que tenía de ellos.
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Y de paso, la de Isaac me sirve para mostrar que las entidades, las familiares de pacientes han apoyado muchísimo esta investigación. Siempre hemos tenido dinero del Ministerio, del Ciberer, pero también ellos juntaron dinero, hacen actos, invitan a gente famosa para que contribuya y en este caso estamos en la foto, estoy con mi doctorando Isaac, pero este de aquí no es mi doctorando, sino que es Andrés Iniesta, que supongo que lo conocéis y que también apoyó nuestra investigación.
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Pues muchas gracias, nos dejo aquí.
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- Autor/es:
- Departamento de Ciencias Naturales - IES Alpajés
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- Francisco J. M.
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- 15 de febrero de 2021 - 18:08
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