La ARN demetilasa FTO impulsa el desarrollo cerebeloso a través del control de la acetilación de histonas

El cerebelo, a pesar de representar solo el 10% de la masa cerebral, contiene más del 80% de las neuronas del encéfalo y es fundamental para la coordinación motora y la cognición. El desarrollo cerebeloso alterado subyace a afecciones como la ataxia espinocerebelosa, las discapacidades intelectuales y los trastornos del espectro autista. Los mecanismos epigenéticos —incluida la metilación del RNA m6A— son cada vez más reconocidos como reguladores clave de este proceso; sin embargo, el papel específico de la RNA demetilasa FTO en el desarrollo cerebeloso prenatal no estaba claro con anterioridad.

Para abordar esta cuestión, los investigadores generaron ratones con deleción global de Fto (FtoKO) en un fondo genético C57BL/6 y examinaron los fenotipos cerebelosos en estadios embrionarios (E13.5) y posnatales tempranos (P3). Las evaluaciones conductuales —incluidas las pruebas de suspensión por la cola, análisis de la huella plantar y rotarod— confirmaron que los ratones FtoKO desarrollaron ataxia cerebelosa con temblores y anomalías en la marcha. La tinción de Nissl histológica y la inmunofluorescencia revelaron un aumento en la expresión del marcador neuronal temprano TUJ1, junto con niveles reducidos de genes de progenitores neurales y de autorrenovación (Sox2, Sox9, Nestin, Pax6) y del marcador neuronal maduro Map2, lo que indica una diferenciación neuronal prematura y aberrante.

Mediante m6A-RIP-seq (MeRIP-seq), el equipo confirmó niveles globalmente elevados de modificación m6A en los cerebelos de ratones FtoKO. Entre los transcritos que adquirieron marcas m6A, Kat8 —que codifica la histona acetiltransferasa KAT8, responsable de la acetilación H4K16— fue específicamente sobreexpresado de manera dependiente de m6A. Los estudios de coinmunoprecipitación demostraron que la proteína lectora de m6A IGF2BP3 interactúa físicamente con KAT8, reclutándola hacia regiones reguladoras de genes. La secuenciación CUT&Tag-seq mostró una acetilación H4K16 elevada a nivel genómico global, mientras que el ATAC-seq confirmó un aumento en la accesibilidad de la cromatina en loci asociados con vías del desarrollo neural en tejido FtoKO.

Los experimentos de rescate funcional mediante sobreexpresión de FTO de tipo silvestre, pero no de un mutante de FTO catalíticamente inactivo (H231A/D233A), restableció los niveles normales de m6A e invirtió el fenotipo de diferenciación aberrante, lo que confirma que la actividad demetilasa de FTO es esencial. Estos resultados delinean un nuevo eje regulador: pérdida de FTO → elevación de m6A en el mRNA de Kat8 → reclutamiento de KAT8 mediado por IGF2BP3 → hiperacetilación de H4K16 → apertura de la cromatina → desregulación transcripcional de genes del desarrollo neural.

Este estudio establece un vínculo mecanístico directo entre la epitranscriptómica del RNA y la reprogramación epigenética basada en histonas en el cerebro en desarrollo, con implicaciones para la comprensión de los trastornos del neurodesarrollo asociados a variantes de FTO o a la desregulación de la vía m6A.