La genómica funcional de la pigmentación a escala genómica basada en siRNA identifica nuevos genes y vías que influyen en la melanogénesis en células humanas

La melanina protege la piel y los ojos de los efectos nocivos de la radiación UV, protege las células neurales de agresiones tóxicas y es necesaria para la conducción del sonido en el oído interno. La regulación aberrante de la melanogénesis subyace a trastornos cutáneos (melasma y vitíligo), trastornos neurológicos (enfermedad de Parkinson), trastornos auditivos (síndrome de Waardenburg) y trastornos oftalmológicos (degeneración macular asociada a la edad). Se ha identificado gran parte de la maquinaria sintética central que impulsa la producción de melanina; sin embargo, el espectro de productos génicos que participan en la melanogénesis en diferentes nichos fisiológicos se conoce poco. La genómica funcional basada en la interferencia mediada por ARN (RNAi) ofrece la oportunidad de obtener colecciones exhaustivas e imparciales de dianas monogénicas farmacológicamente abordables que respaldan la producción de melanina. En este estudio, hemos combinado una plataforma de cribado celular de alto rendimiento de un pocillo/un gen con una biblioteca sintética dispuesta en micromatrices a escala de todo el genoma de ARN interferentes pequeños sintetizados químicamente para identificar nuevas vías biológicas que gobiernan la biogénesis de melanina en melanocitos humanos. Se identificaron noventa y dos genes nuevos que respaldan la producción de pigmento con una baja tasa de falsos descubrimientos. La validación secundaria y los estudios mecanicistas preliminares identificaron un amplio panel de dianas que convergen en la expresión y estabilidad de la tirosinasa. La inhibición mediante moléculas pequeñas de una familia de productos génicos de esta clase fue suficiente para deteriorar la expresión crónica de tirosinasa en células de melanoma pigmentadas y la expresión de tirosinasa inducida por UV en melanocitos primarios. El aislamiento a partir de este cribado de la maquinaria molecular conocida por respaldar la biosíntesis de autofagosomas, junto con la validación in vitro e in vivo, reveló una estrecha relación funcional entre la melanogénesis y la autofagia. En resumen, estos estudios ilustran el potencial de la genómica funcional basada en RNAi para identificar nuevos genes, vías y agentes farmacológicos que influyen en un fenotipo biológico y operan fuera de las relaciones mecanicistas preconcebidas.