Un nuevo ratón trisómico como modelo de síndrome de Down



Conforme se ha ido avanzando en la identificación de los factores genéticos que contribuyen a la aparición del síndrome de Down y en el conocimiento de la base molecular que fundamenta la aparición de los diversos cuadros patológicos que caracterizan a este síndrome, se ha estimulado el desarrollo de diversos modelos de ratón trisómico. (Sobre la utilidad de estos modelos para avanzar en la investigación sobre el síndrome de Down, véase en Canal Down21:
http://www.down21.org/salud/genetica/modelos_animales.htm.

El más utilizado por haber demostrado su enorme potencialidad es el modelo de trisomía segmentaria Ts65Dn, aneuploide (tiene 41 cromosomas), el cual presenta una pequeña translocación o cromosoma marcador compuesto por la región centromérica del cromosoma 17 (MMU17) y una porción del cromosoma 16 que contiene una región que es ortóloga al HSA21. El segmento trisómico del MMU16 en los ratones Ts65Dn corresponde a la porción de HSA21 que se extiende 15,6 Mb y contiene alrededor de 136 de los 250-300 genes que existen en el HSA21. La región trisómica se extiende desde Mrp139 a Znf295; por eso, y con la excepción de los genes distales a Mx en la región HSA21q22.3, el insulto genético en estos ratones corresponde muy estrechamente al de la trisomía 21 de la especie humana.

Los ratones Ts65Dn transmiten el cromosoma extra, en segregación libre, a través de la línea germinal femenina, pero los machos son infértiles, probablemente a causa de la interrupción de la espermatogénesis en la metafase I, consecuencia del cromosoma extra. Otro inconveniente del ratón Ts65Dn es la dificultad de su reproducción: no sólo las hembras producen pocas crías sino que la fracción de crías con la trisomía heredada alcanzan sólo un 20-25 %. La producción de nuevos ratones trisómicos, por tanto, es lenta.

Formación de un nuevo modelo de ratón

Se acaba de describir la producción de un nuevo ratón trisómico que parece evitar o superar estos problemas: el ratón llamado Ts[Rb(12.1716)]2Cje (1). Este modelo deriva espontáneamente de un cruce entre una hembra Ts65Dn y un macho normal diploide de la cepa B6EiC3SnF1; en el cruce se produce una hembra con 40 cromosomas y 41 brazos. Esta hembra muestra una fusión Robertsoniana entre el cromosoma translocado T(1716)65Dn proveniente de la translocación recíproca T(17A2;16C3-4)65Dn, y el MMU12. La fusión robertsoniana fue demostrada por el análisis de bandas y por el FISH.



Fig. 1. Célula del ratón Ts[Rb(12.1716)]2Cje en metafase, tinción de Giemsa. Se muestra el cromosoma con translocación Robertsoniana (flecha). Hay 40 cromosomas y 41 brazos.


Para determinar si el modelo Ts[Rb(12.1716)]2Cje es verdaderamente trisómico para los genes que se encuentran en la región HSA21q21-22.3, se midió el número de copias mediante Q-PCR. Y como era de prever, tanto los Ts65Dn como los Ts[Rb(12.1716)]2Cje tenían una relación del número de copias de genes con respecto a los ratones disómicos muy próxima a 1,5 para los genes App, Sod1, Sim2, Dyrk1A y Mx1. La expresión de ARN de estos genes medida en el cerebro de las dos clases de ratones trisómicos de 7 días de edad, por el método Taiman RT-PCR en tiempo real, también fue 1,5 veces mayor que la de los ratones disómicos.

Fertilidad y segregación

Para evaluar la fertilidad y la frecuencia de transmisión del cromosoma Robertsoniano, la hembra iniciadora fue cruzada con un macho (C57BL/6JEixC3H/HeSn)F1 (el mismo fondo o background genético que el que se usa para la reproducción de ratones Ts65Dn). La hembra inicial produjo 7 camadas con una media de 6,2 crías por camada. La frecuencia de transmisión estuvo entre el 33 y 60% con una media de 45% a lo largo de su vida reproductiva. Se comparó la frecuencia de transmisión para todas las siguientes hembras Ts[Rb(12.1716)]2Cje utilizadas para la cría con la de las hembras Ts65Dn. Los tamaños de camadas fueron similares en ambos tipos de hembra, pero la frecuencia de crías que heredaron el cromosoma Robertsoniano fue significativamente mayor que la frecuencia de crías que heredaron el cromosoma libre T(1716)65Dn. Un total de 18 hembras Ts[Rb(12.1716)]2Cje produjo 40 camadas frente a 43 de 21 hembras Ts65Dn, con una media de 5,4 crías por camada en ambas colonias. La producción de crías trisómicas fue del 43% en la colonia de hembras Ts[Rb(12.1716)]2Cje y del 24 % en la de hembras Ts65Dn.

Además, los machos Ts[Rb(12.1716)]2Cje fueron tan fértiles como las hembras, si bien la transmisión del cromosoma Robertsoniano fue mucho menor: 1-5%. El estudio histológico de los testículos de los ratones Ts[Rb(12.1716)]2Cje mostró una espermatogénesis normal, a diferencia de la espermatogénesis patológica de los machos Ts65Dn, ampliamente descrita.

Estudio histológico del cerebro

A la vista de las modificaciones observadas en las espinas dendríticas de ciertas neuronas de los ratones Ts65Dn, se analizó la morfología de las dendritas y de las espinas dendríticas de las células granulares de la fascia dentada de ratones macho Ts[Rb(12.1716)]2Cje. Para ello se inyectó amarillo de Lucifer en las neuronas granulares de rodajas de cerebro de estos ratones y se comparó con ratones control normales. Mediante microscopía confocal se apreció una reducción de un 15% en la densidad de las espinas dendríticas (número de espinas por 100 µm de longitud de dendrita), junto con un marcado incremento del tamaño global de la espina, siendo el área de la cabeza de la espina mayor de 0,5 µm2 en un 13% del total de espinas (frente al 2% en las controles). Además, las espinas dendríticas mostraron cuellos más cortos en un 30% de las neuronas, una diferencia altamente significativa en comparación con las neuronas control. Todos estos rasgos de las espinas dendríticas fueron similares a los observados y descritos en el otro ratón trisómico, el Ts65Dn.

Conclusión

A la vista de todos estos datos, tanto de expresión genética como de expresión histológica, los autores concluyen que el ratón Ts[Rb(12.1716)]2Cje es un modelo de trisomía 16 segmentaria tan válido como el Ts65Dn. Pero, dadas sus claras ventajas en lo que se refiere a su capacidad reproductiva, se convierte en una buena alternativa al ratón Ts65Dn como modelo experimental de síndrome de Down.

(1) Villar AJ, Belichenko PV, Gillespie AM, Kozy HM, Mobley WC, Epstein CJ. Identification and characterization of a new Down syndrome model, Ts[Rb(12.1716)]2Cje, resulting from a spontaneous Robertsonian fusion between T(1716)65Dn and mouse chromosome 12. Mammalian Genome 16(2): 79-90, 2005.



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Para citar esta página copia el siguiente texto:
Un nuevo ratón trisómico como modelo de síndrome de Down. En: Down21.org [en línea] Julio 2005
<http://www.Down21.org/salud/genetica/Ratontrisomico.htm>.

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Figura 1