Los científicos en Cambridge y Londres han desarrollado un catálogo de 'huellas digitales' de mutación de ADN que podría ayudar a los médicos a identificar al culpable ambiental responsable del tumor de un paciente, incluyendo mostrar algunas de las huellas dactilares dejadas en los tumores pulmonares por químicos específicos encontrados en el humo del tabaco.
Nuestro ADN, el genoma humano, se compone de una serie de moléculas conocidas como nucleótidos. Estas están representadas por las letras A, C, G y T. A veces, se producen cambios en la "ortografía" de nuestro ADN: una A se convierte enuna G, por ejemplo. Estos cambios, conocidos como mutaciones, pueden ser causados por una serie de factores, algunos ambientales, como la exposición al humo del tabaco o la luz ultravioleta.
A medida que las células se dividen y multiplican, hacen copias de su ADN, por lo que se reproducirán los errores ortográficos. Con el tiempo, el número de errores se acumula y conduce a un crecimiento celular descontrolado: el desarrollo de tumores.
Anteriormente, los científicos solo tenían un número limitado de herramientas para determinar la causa del tumor de un individuo. Como ahora es posible estudiar todo el genoma humano muy rápidamente, los científicos han podido encontrar todas las mutaciones en el cáncer de un pacientey vea patrones, o 'firmas mutacionales', en estos tumores.
Ahora, en un estudio publicado en la revista Celda , un equipo de investigadores de la Universidad de Cambridge y el King's College London ha desarrollado un catálogo completo de las firmas mutacionales causadas por 41 agentes ambientales vinculados al cáncer. En el futuro esperan expandirlo aún más, utilizando técnicas experimentales similares, para produciruna enciclopedia de patrones de mutación causados por agentes ambientales.
"Las firmas mutacionales son las huellas dactilares que los carcinógenos dejan en nuestro ADN, y al igual que las huellas dactilares, cada una es única", explica la Dra. Serena Nik-Zainal del Departamento de Genética Médica y la Unidad de Cáncer MRC de la Universidad de Cambridge, quiendirigió el equipo de Cambridge. "Nos permiten tratar los tumores como una escena del crimen y, como los científicos forenses, nos permiten identificar al culpable, y sus cómplices, responsables del tumor".
Los investigadores expusieron las células madre pluripotentes inducidas, células de la piel que han sido reprogramadas para volver a su estado original, "maestro", a 79 carcinógenos ambientales conocidos o sospechosos. El equipo luego utilizó la secuenciación del genoma completo para observar los patrones decambios causados por los agentes y descubrieron que 41 de los sospechosos dejaron una huella digital característica en el ADN de las células madre.
"Hemos utilizado esta técnica para crear el catálogo más completo hasta la fecha de los patrones de daño al ADN producidos por agentes ambientales en todo el genoma humano", explica el profesor David Phillips, quien dirigió el equipo del King's College de Londres. "Deberíapermitirnos examinar el tumor de un paciente e identificar algunos de los carcinógenos a los que han estado expuestos que pueden haber causado el cáncer ".
Algunos de los agentes ambientales estudiados son carcinógenos conocidos, como los hidrocarburos policíclicos y la luz solar. Por primera vez, los investigadores también estudiaron algunos de los químicos individuales encontrados en el humo del tabaco e identificaron cuáles causan firmas similares a las que se encuentran en los fumadores 'cáncer de pulmón.
También identificaron las huellas dactilares dejadas por los medicamentos comunes de quimioterapia, algunos productos químicos dietéticos y algunos presentes en los gases de escape de diesel. Este estudio muestra cómo el ADN humano es vulnerable a muchos agentes en nuestro entorno.
El Dr. Nik-Zainal ilustra los usos potenciales del catálogo al referirse al caso de la nefropatía endémica de los Balcanes BEN, que está vinculada a la exposición dietética a un químico vegetal llamado ácido aristolochic. La firma mutacional de este químico se verificó en este estudioser prácticamente idéntico a la firma encontrada en los tumores de los pacientes con BEN. Entonces, aunque esta conexión se realizó por primera vez antes del estudio actual, el Dr. Nik-Zainal dice que es un ejemplo de cómo se podría usar su catálogo en el futuro.
"Nuestra biblioteca de referencia permitirá a los médicos en el futuro identificar a los culpables responsables de causar cáncer", agrega el Dr. Nik-Zainal. "Dicha información podría ser invaluable para ayudar a informar las medidas para reducir la exposición de las personas a carcinógenos potencialmente peligrosos".
La investigación fue financiada por un Premio Estratégico de Wellcome, con el apoyo adicional de Cancer Research UK y el Medical Research Council.
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