Cada célula del cuerpo humano contiene una copia del genoma humano. A lo largo de la vida, se cree que todas las células adquieren mutaciones en sus genomas. Algunos de los procesos mutacionales que generan estas mutaciones lo hacen en ráfagas y, a menudo, estos serána través de exposiciones externas como tomar el sol o fumar tabaco. Sin embargo, otros procesos mutacionales pueden ser internos a la célula y generar mutaciones continuamente, a un ritmo constante durante décadas. De ser así, las mutaciones que generan serán "parecidas a un reloj".Número de mutaciones presentes que se correlacionan con la edad de la persona. Genética de la naturaleza se han encontrado dos procesos mutacionales tipo reloj en células humanas y se han determinado las velocidades a las que los dos relojes funcionan en diferentes tipos de células humanas.
Estos procesos mutacionales tipo reloj podrían ser responsables de una gran proporción de cáncer humano y contribuir al envejecimiento humano.
Los genomas de las células cancerosas tenían la clave para encontrar estos relojes moleculares. El trabajo previo sobre el cáncer había revelado que las mutaciones a menudo dejan una huella molecular, llamada firma mutacional, en el genoma de una célula cancerosa. Para identificar las firmas mutacionales del reloj-como procesos mutacionales en el cuerpo humano, este estudio analizó las secuencias de ADN de 10,250 genomas de cáncer, de 36 tipos diferentes de cáncer.
Los investigadores encontraron 33 firmas mutacionales en los genomas del cáncer, pero solo dos tenían características de reloj. Estos dos procesos, denominados Firma 1 y Firma 5, mostraron una correlación entre el número de mutaciones encontradas en cada muestra de cáncer yla edad del paciente cuando se diagnosticó el cáncer.
"Este es un hallazgo enormemente emocionante, ya que resuelve una pregunta de larga data. Este estudio no solo ha demostrado que existen relojes moleculares mutacionales, también ha demostrado que hay dos procesos de reloj separados que degradan constantemente el ADN", dijo el Dr. Ludmil Alexandrov, autor correspondiente y miembro de Oppenheimer en el Laboratorio Nacional de Los Alamos en los Estados Unidos. "La rapidez con la que estos relojes funcionan en una célula puede determinar tanto el envejecimiento de esta célula como la probabilidad de que se vuelva cancerosa".
Los relojes moleculares generan mutaciones a una velocidad constante, la velocidad del reloj y acumulan más mutaciones con la edad. Al investigar 7.329.860 mutaciones somáticas de los genomas del cáncer, los investigadores pudieron mirar hacia atrás en el tiempo de manera efectiva, calculandoqué mutaciones había tenido cada célula antes de convertirse en una célula cancerosa. Esto les mostró cuán rápido los relojes mutacionales habían generado las mutaciones. Esta información podría ayudar a los investigadores a comprender la biología del desarrollo del cáncer e incluso observar la tasa de propagación de las células cancerosas primarias a otrospartes del cuerpo metástasis.
"Este estudio es importante y podría tener implicaciones prácticas para los pacientes con cáncer. En el futuro podría llevar a los médicos a comparar los genomas de un tumor primario y cualquier metástasis, y determinar el tiempo que ha tardado en extenderse,"dijo el Dr. Julian Sale, autor del artículo y líder del grupo en el Laboratorio de Biología Molecular del MRC." Debido a que el reloj sigue marcando el cáncer, también puede ser posible ayudar a los médicos a predecir para los nuevos pacientes qué tan rápido puede aparecer un cáncercambiar, por ejemplo, para convertirse en metastásico en otras partes del cuerpo o para adquirir resistencia a un medicamento. Esto podría ayudar a los médicos a planificar el mejor curso de tratamiento para un paciente ".
Tanto los procesos tipo reloj Signature 1 como Signature 5 acumularon mutaciones a una velocidad constante a lo largo del tiempo y operan esencialmente en todos los tipos de células en el cuerpo humano. Sin embargo, exhibieron tasas de mutación sustancialmente diferentes en los diferentes tipos de tumores y, sorprendentemente, también tuvieron diferentesse clasifican entre sí, incluso en el mismo tipo de tumor. El hecho de que se comporten de manera diferente indica que es probable que se deban a dos procesos biológicos diferentes.
La tasa de mutación de Signature 1 fue más alta en las células con altas tasas de renovación, como las células estomacales y colorrectales, y parecía deberse a ciertas bases de citosina metiladas que se transforman en timina, lo que provoca desajustes en el genoma que se convierten en mutaciones cuandouna célula se divide. El proceso de mutación para Signature 5 es misterioso. Sin embargo, a diferencia de Signature 1, la tasa de mutación de Signature 5 no se correlacionó con el número de divisiones celulares. Se necesita más investigación en ambos procesos para comprender su papel completo en la célula.
"Esta es la primera identificación y cuantificación de los relojes moleculares mutacionales, y se llevó a cabo mirando a través del" cristal agrietado "de los genomas del cáncer. En los próximos años, esperamos realizar una secuenciación a gran escala directamente de todo tipo decélulas normales para refinar estas tasas de mutación tipo reloj ", dijo el profesor Sir Michael Stratton, autor correspondiente y director del Wellcome Trust Sanger Institute." Además, se necesita más investigación para comprender la naturaleza de los procesos mutacionales que generan estos procesos tipo reloj.mutaciones "
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Materiales proporcionado por Instituto Wellcome Trust Sanger . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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