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La enfermedad de Machado-Joseph (MJD), también conocida como ataxia espinocerebelosa tipo 3 (SCA3), es la forma más común de ataxia hereditaria dominante en todo el mundo. Esta enfermedad es causada por una repetición CAG expandida en la región codificante de ATXN3. Debido a la comprensión incompleta de los mecanismos y las vías moleculares, no existen terapias que traten con éxito a los pacientes con MJD. Por lo tanto, es necesaria la identificación de nuevos objetivos candidatos relacionados con esta enfermedad. En este estudio, se realizó una búsqueda a gran escala de ARN de interferencia (ARNi) de 387 genes de factores de transcripción que conducen a la identificación de diversos modificadores (supresores y potenciadores) de fenotipos de motilidad alterada en un modelo de C. elegans transgénico ATXN3 mutante.

Los gusanos sincronizados fueron expuestos desde el día uno hasta el día cinco de adulto en las placas de ARNi y luego se transfirieron a placas de 96 pocillos. En cada pocillo se colocó un volumen final de 100 μL de buffer  M9 y ~ 50 gusanos adultos (día cinco). La actividad natatoria de los nematodos se registró durante diez horas utilizando el dispositivo WMicroTracker. Se realizaron dos experimentos independientes en la cepa mutante ATXN3-CAG89; uIs60 (transgénico ATXN3 mutante conteniendo un transgen sensibilizador de ARNi) para identificar modificadores (supresores y / o potenciadores) implicados en MJD. Las mediciones se realizaron por triplicado y los valores de actividad promedio se compararon con los mutantes ATXN3-CAG89; uIs60 no tratados (control EV). Si los valores eran más altos que el control para un determinado ARNi, se realizó una búsqueda secundaria para validar las observaciones. Los candidatos que modificaron (suprimieron y / o mejoraron) significativamente el movimiento natatorio de ATXN3-CAG89;uIs60 en la búsqueda secundaria se consideraron candidatos de éxito y, por lo tanto, se investigaron y validaron con otros ensayos de diversos enfoques de estudio.

La búsqueda inicial permitió identificar de los 387 candidatos, 47 modificadores (24 supresores y 23 potenciadores) con la capacidad de modificar significativamente la actividad natatoria de los mutantes sensibles al ARNi ATXN3-CAG89. Estos modificadores, se sometieron a una segunda ronda de evaluación (utilizando la misma metodología que la búsqueda inicial). A partir de esta segunda etapa, se identificaron 22 modificadores (9 supresores y 13 potenciadores) capaces de mejorar o suprimir significativamente el fenotipo alterado de locomoción presente en el transgénico ATXN3-CAG89; uls60. Posteriormente, estos candidatos se evaluaron mediante validación de secuencia y homología con secuencias de genes humanos. De estos, se conservaron 11 modificadores (2 supresores y 9 potenciadores) que cumplían con estos dos parámetros para su posterior análisis.

Exp Neurol. 2021 Mar;337:113544. doi: 10.1016/j.expneurol.2020.113544. Epub 2020 Dec 5.

Yasmin Fardghassemi, Alex Parker.