Itongadol/Agencia AJN.- Científicos israelíes publicaron una investigación que cuestiona la idea de que las mutaciones del ADN se producen de manera aleatoria y que podría contribuir, a largo plazo, al desarrollo de tratamientos personalizados para el cáncer y otras enfermedades relacionadas con alteraciones genéticas.
El estudio, revisado por pares y realizado por un equipo del Instituto Weizmann de Ciencias de Israel, demostró que cuando las cadenas de ADN sufren daños, la capacidad de una enzima reparadora para corregirlos depende en gran medida de la forma y la estructura física del ADN. Estas características pueden atraer a las enzimas reparadoras o impedir físicamente que actúen.
“El entorno físico local alrededor del daño en el ADN puede afectar considerablemente la forma en que este se repara”, explicó el doctor Ariel Afek, del Instituto Weizmann, quien dirigió la investigación. Según el científico, la eficiencia de la reparación puede variar hasta cien veces dependiendo de si el ADN se curva o se retuerce de determinada manera.
Noga Levy dirigió el trabajo en el laboratorio de Afek junto con otros investigadores del Instituto Weizmann, en colaboración con el profesor Brian P. Weiser y científicos de la Universidad Rowan, en New Jersey. Los resultados fueron publicados en julio en la revista científica Nature Communications.
Los investigadores utilizaron microchips especializados de ADN desarrollados por el propio equipo para analizar simultáneamente miles de cadenas genéticas. También combinaron los resultados experimentales con simulaciones informáticas que reprodujeron las interacciones a nivel atómico y utilizaron algoritmos genómicos para comparar los resultados con bases de datos de cáncer humano.
El objetivo era comprender qué ocurre en las primeras etapas del proceso que puede terminar provocando una mutación. Cuando las enzimas reparadoras no corrigen los daños en el ADN, estos pueden convertirse en mutaciones permanentes capaces de contribuir al desarrollo de enfermedades como el cáncer.
El equipo planteó la hipótesis de que las enzimas reparadoras analizan las cinco letras genéticas anteriores y las cinco posteriores a la zona dañada. Según los investigadores, estas secuencias circundantes pueden determinar la forma física y la carga eléctrica del ADN y, por lo tanto, influir directamente en la capacidad de la enzima para reparar el daño.
Para estudiar el fenómeno, los científicos generaron millones de secuencias diferentes de ADN en condiciones de laboratorio y colocaron el daño siempre en el mismo punto. De esta manera pudieron analizar cómo las secuencias circundantes afectaban la actividad de las enzimas reparadoras.
Las simulaciones realizadas por los investigadores de la Universidad Rowan mostraron que, cuando determinadas secuencias provocaban que el ADN se curvara y se estrechara, se generaba una concentración de carga eléctrica negativa en la zona de la curva. Cuando la enzima reparadora era atraída por esa carga, aumentaban las probabilidades de que reconociera y reparara el daño.
En cambio, cuando las secuencias circundantes producían una estructura más plana y sin esa carga negativa concentrada, era más probable que la enzima dejara el daño sin reparar. Los investigadores también utilizaron etiquetas fluorescentes microscópicas para medir la velocidad con la que las enzimas se unían a las cadenas de ADN dañadas.
Posteriormente, el equipo comparó los resultados obtenidos en el laboratorio con bases de datos reales, entre ellas The Cancer Genome Atlas. Los investigadores encontraron que las secuencias que dificultaban la reparación en sus experimentos coincidían con puntos donde se acumulan mutaciones en tumores humanos.
El profesor Bennett Van Houten, del Departamento de Farmacología y Biología Química de la Universidad de Pittsburgh, quien no participó en el estudio, afirmó que el descubrimiento podría tener un impacto duradero en el campo. Según explicó, los resultados ayudan a comprender por qué determinadas secuencias presentan tasas particularmente elevadas de mutaciones en células tumorales.
Sin embargo, Afek advirtió que todavía queda un largo camino antes de que estos resultados puedan convertirse en nuevos tratamientos. El investigador israelí señaló que el estudio permite comprender una parte del proceso, pero que todavía existen muchos factores desconocidos que influyen en la reparación del ADN y en la aparición de mutaciones en el organismo.
Fuente: The Times of Israel.