A menudo se compara el genoma humano con un Libro de instrucciones, con una especie de guía donde se escribe todo lo necesario para “construir” una persona. Esta evidencia, sin embargo, no es consistente. A estas instrucciones se les añaden cruces, guiones bajos o modificaciones químicas que modifican su interpretación y pueden determinar la expresión del ADN. Este grupo de marcadores químicos o etiquetas que identifican o portan lo que está escrito en el genoma, y activan o desactivan genes, son epigenomauna máquina imprescindible para la vida.
Es el epigenoma el que permite, a pesar de tener en su interior el mismo manual de instrucciones, una célula del cerebro y otra del hígado se diferencian y acaban especializándose en la función que tienen que hacer. Son las marcas epigenéticas las que indican cómo cada célula debe utilizar las instrucciones almacenadas en el ADN. Pero estos signos, que pueden ser causados por «estrés» externos, como los hábitos de vida o el medio ambiente, también pueden provocar cambios nocivos que lleven al desarrollo de enfermedades.
Aprenda sobre las claves del epigenoma, sus ubicaciones y sus posibles ubicaciones Etiquetas químicas La capacidad de modificar el genoma y pasar de una célula a otra durante la división celular es esencial para el avance de la medicina. Este jueves, un consorcio internacional con participación española logró ampliar significativamente los mapas epigenómicos disponibles, creando un completo y exhaustivo atlas de investigación.
En concreto, tal y como se publica en la revista celúlaEstos científicos, incluido un equipo del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona, pudieron dibujar El conjunto completo de marcadores epigenómicos en 30 tipos de tejidos diferentes.
Los datos se obtuvieron secuenciando el ADN de cuatro donantes de ascendencia europea y estudiando la actividad de todos sus genes. Por primera vez, esto trae la cooperación internacional Información de las dos copias de los cromosomas de cada individuolo que representa un gran avance en la comprensión de la influencia de algunas variantes genéticas.
Lo que permite esta nueva información es que los epigenomas generados por el proyecto, conocido como EN-Tex, puedan servir como modelo de referencia para saber si la variación genética en una determinada persona juega un papel relevante en la enfermedad.
“Cada pedazo de nuestro ADN tiene dos copias, una que heredamos de nuestra madre y otra de nuestro padre, a veces cuando se produce una mutación en una de las dos copias, no solo produce un cambio en la secuencia del ADN, sino que también puede haber un cambio a nivel del epigenoma, posiblemente un cambio en el comportamiento de la célula.” Sin embargo, no todas las mutaciones causan estos cambios: hay mutaciones que simplemente cambian la secuencia de ADN pero no cambian el epigenoma o el comportamiento de la célula. Células: un objetivo importante de la biología computacional es identificar mutaciones que causen cambios en el epigenoma, porque probablemente también sean responsables. Puede cambiar el comportamiento normal de las células y causar enfermedades, como el cáncer, y esto solo puede ser para obtener información sobre dos copias de cada cromosoma, porque solo así se puede mirar dónde hay una mutación en la secuencia y ver si las dos copias tienen un epigenoma completamente diferente», explica Beatrice Borsari, que participó en la investigación durante su trabajo. Doctora en el Centro de Regulación Genómica de Barcelona, y actualmente es investigadora postdoctoral en la Universidad de Yale (EEUU).
“Los mapas de epigenoma existían previamente en algunos tejidos y órganos del cuerpo humano, pero nunca se había visto cuán diferente es el epigenoma entre dos copias de cada cromosoma, es decir, usando la secuenciación personal del genoma de un individuo. Ahora este estudio nos permite identificar mutaciones que provocan un cambio en el epigenoma entre las dos copias”, añade la investigadora vía e-mail.
Los autores del artículo esperan que «este recurso tenga un impacto muy grande y sea útil para la investigación de muchas enfermedades, porque estos datos no se enfocan en genes específicos, sino que brindan información sobre la actividad de todo el epigenoma. Para que puedan ser utilizados para estudiar cualquier gen o mutación implicada en cualquier tipo de enfermedad.” “.
«Un ejemplo de esto es el gen IGF2 (factor de crecimiento similar a la insulina-2), que en individuos sanos se expresa solo por la copia paterna del gen. Usando los datos que generamos, pudimos validar estudios previos y demostrar que la copia paterna se activa efectivamente solo a partir del gen, mientras que la copia materna se silencia, es decir, estos datos nos permiten entender el mecanismo molecular que asegura que este gen se exprese de la forma correcta en individuos sanos, y tiene «Se ha demostrado previamente que la expresión incorrecta de este gen puede causar diferentes tipos de cáncer. Por lo tanto, podemos usar estos datos para formular una hipótesis de lo que le sucede a un gen cuando se expresa de forma desregulada. Tenemos que descubrir su mecanismo patogénico y así desarrollar un tratamiento». él nota.
Manel Esteler, investigador del Instituto Josep Carreras de Investigación contra la Leucemia, catedrático de genética de la Universidad de Barcelona y pionero en el estudio de los epigenomas del cáncer, coincide con este punto y subraya que estos datos servirán de base para estudios posteriores. Y el científico lo confirma: “Son los cimientos sobre los que construimos investigaciones específicas que nos hablan de los riesgos de desarrollar cáncer, exposición a infecciones graves o factores asociados al envejecimiento saludable”.
Esteller, que no participó en la investigación, valora los frutos del trabajo de este consorcio internacional «que lleva años estudiando la relación entre la composición y la actividad del genoma» y la novedad de que «aborda este tema a partir de dos copias de cada gen que tenemos», ya que «hasta ahora solo se ha estudiado extensamente una copia. «Básica».
Una limitación del trabajo, señala, es que “se realizó solo en cuatro personas, dos hombres y dos mujeres”, a pesar de que se analizaron 30 tipos diferentes de tejido y se elaboraron 15 biomarcadores diferentes. llevado a cabo”, dice Esteler.
«Este estudio reúne mapas del epigenoma de casi 30 tejidos y órganos, todos obtenidos del mismo individuo, mientras que estudios anteriores analizaron muestras recolectadas de varios individuos. El hecho de que todas las muestras sean del mismo individuo nos permite comprender mejor el impacto de las mutaciones». sobre el epigenoma en diferentes tejidos, sin riesgo de perjudicar los resultados con factores de exposición que pueden variar mucho de un individuo a otro, como la interacción con el medio ambiente o los alimentos, que también pueden alterar el epigenoma”, añade, para su parte, Boursari.
Los autores del artículo destacan que, entre otras ventajas, la información que aporta su proyecto también permitirá predecir el comportamiento de una clase de proteínas modificadoras del genoma conocidas como factores de transcripción, que pueden estar implicadas en el desarrollo de diversas enfermedades, y por lo que podrían convertirse en dianas terapéuticas.
Un aspecto importante que destaca Borsari es que el diseño de la investigación permitió comparar los epigenomas de cuatro individuos sanos en una gran cantidad de órganos y tejidos, permitiéndonos tener una visión más integral de la influencia que ejercen los marcadores epigenéticos en la búsqueda de nuevos Formas de afrontar la enfermedad.
“Hemos observado que los epigenomas de un mismo órgano en dos individuos diferentes son mucho más similares que los epigenomas de dos órganos diferentes en el mismo individuo, es decir que El epigenoma de mis pulmones y sus pulmones es mucho más similar que el epigenoma de mis pulmones e hígado. Esto es muy importante, porque por un lado nos enseña que estos datos se pueden utilizar para predecir el epigenoma en los órganos y tejidos de otros individuos sin tener que repetir todos los experimentos de secuenciación que presentamos en este estudio», y por otro Por otro lado, continúa, “esto puede ayudarnos a encontrar patrones epigenéticos” en el curso de la enfermedad. Por ejemplo, a veces es difícil identificar el tejido u órgano original de una metástasis avanzada, porque las células pueden haber perdido sus significantes normales. Comparar el epigenoma de las células metastásicas con el mapa del epigenoma de todo el cuerpo puede ayudarnos a entender en qué tejido u órgano se originó el cáncer y así intentar seleccionar un tratamiento más específico. Hay muchos marcadores que componen el epigenoma y probablemente tengamos muchos más que aún no hemos descubierto, pero estos datos representan el estudio más completo del epigenoma en el cuerpo humano tal como lo conocemos hoy».
La investigación fue financiada por el Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano de EE. UU., dirigida por equipos de la Universidad de Yale, la Universidad de Harvard, el MIT, la Universidad Johns Hopkins y el Laboratorio Cold Spring Harbor, EE. UU., así como el CRG en Barcelona. .
