7 de mayo de 2014

Monitorizar los niveles de ARN, nueva herramienta para 'rastrear' enfermedades

MADRID, 7 May. (EUROPA PRESS) -

Un estudio reciente muestra que pequeños fragmentos de ADN en la sangre de una persona pueden permitir monitorizar el crecimiento del cáncer e incluso obtener un adelanto de las secuencias génicas de un feto en desarrollo, pero aislar y secuenciar estos fragmentos aporta poca información sobre cómo se utiliza ese ADN para generar la variedad de células, tejidos y procesos biológicos que definen el cuerpo y la vida. Sin embargo, los niveles de ARN en la sangre ofrecen una imagen más dinámica del desarrollo fetal y la enfermedad.

Investigadores de la Universidad de Stanford, en California, Estados Unidos, han ido más allá de la dependencia de la información estática que aportan las secuencias de ADN en la sangre, generando una imagen mucho más dinámica mediante el control de los niveles cambiantes de otro material genético, el ARN, en la sangre. Se trata de la diferencia biológica entre una foto fija y un vídeo cuando se trata de averiguar qué está haciendo el cuerpo y por qué.

"Creemos que esta técnica es como una especie de 'estetoscopio molecular' --señala Stephen Quake, profesor de Bioingeniería y Física Aplicada-- y es ampliamente útil para analizar cualquier tejido". "Hay muchas potenciales aplicaciones prácticas de este trabajo. Se podría utilizar para buscar qué cosas van mal en el embarazo, como la preeclampsia o señales de parto prematuro, y esperamos que se use para seguir los problemas de salud en general en varios órganos", ha añadido.

Quake y sus colegas combinaron métodos de alto rendimiento y última generación para analizar las secuencias y los niveles de ARN en la sangre de mujeres embarazadas, voluntarios sanos y pacientes con Alzheimer, según describen los propios autores en un artículo publicado en la edición digital de este lunes de 'Proceedings of the National Academy of Sciences'.

Al centrarse en los mensajes de ARN que codifican proteínas conocidas por su producción solamente en ciertos tejidos, fueron capaces de rastrear el desarrollo o la salud de determinados órganos en todo el cuerpo.

Con unas pocas excepciones, el genoma, codificado por el ADN, se comparte entre todas las células del cuerpo, de forma que tejidos y órganos específicos se forman mediante la expresión de sólo ciertos subconjuntos de genes de las miles de opciones en el genoma. Esta expresión génica se logra, en parte, a través de las moléculas llamadas ARN mensajeros que transportan instrucciones codificadas en los genes a las fábricas de proteínas de la célula y éstas hacen gran parte del trabajo de la célula.

Esas proteínas especializadas y otras moléculas reguladoras en cada célula controlan qué genes se expresan, cuándo y cuánto se genera de cada mensaje de ARN. Como resultado, las secuencias particulares de ARN mensajero utilizado pueden variar ampliamente entre los tejidos y diversas condiciones biológicas y ambientales.

Se ha sabido durante décadas que la sangre contiene cantidades minúsculas de ADN y ARN de libre flotación dadas a conocer por células dañadas o moribundas de todo el cuerpo. A menudo, esta muerte celular representa la renovación celular natural y, a veces, es el resultado de procesos de la enfermedad, pero hasta hace poco ha sido difícil analizar este material genético debido a su escasez.

Las nuevas técnicas de secuenciación capaces de manejar cantidades muy pequeñas de material genético están abriendo perspectivas más amplias para los investigadores de todo el mundo. La mayoría de los esfuerzos se centran en el análisis de ADN en la sangre, bien para determinar su secuencia o para comparar las cantidades relativas de ciertos cromosomas.

PRUEBA PRENATAL NO INVASIVA

Estas técnicas tienen aplicaciones en el diagnóstico de cánceres mediante la búsqueda de mutaciones particulares. El laboratorio de Quake fue pionero en un enfoque que permite a los médicos determinar si es probable que un feto tenga enfermedades como el síndrome de Down, que se define por un número anormal de copias de un cromosoma, con una estimación de que en 2013, más de 500.000 mujeres embarazadas usaron una versión de esta prueba prenatal no invasiva para saber más sobre la salud de sus fetos.

En el nuevo estudio, los investigadores utilizaron una técnica desarrollada previamente en el laboratorio de Quake para identificar qué moléculas de ARN circulante en una mujer embarazada provenían de su feto y cuáles de sus propios órganos. Encontraron que fueron capaces de rastrear el desarrollo de tejidos específicos, incluyendo el cerebro y el hígado del feto, así como la placenta, durante los tres trimestres del embarazo sólo analizando muestras de sangre de las mujeres embarazadas.

Quake, profesor en la Escuela de Ingeniería de Stanford e investigador del Instituto Médico Howard Hughes, en Chavy Chase, Maryland, Estados Unidos, y sus colegas creen que la técnica también podría ser ampliamente útil como herramienta de diagnóstico mediante la detección de señales de "socorro" de los órganos enfermos, tal vez incluso antes de que los síntomas clínicos sean aparentes. En particular, vieron que podían detectar los elevados niveles de los mensajes de ARN específicos neuronales en personas con enfermedad de Alzheimer en comparación con sujetos sanos.

Por último, además de los niveles de ARN mensajero, que codifican instrucciones para la fabricación de proteínas, los investigadores también fueron capaces de detectar otros tipos de ARN, como ARN largo no codificante y ARN circular, que pueden desempeñar funciones reguladoras importantes dentro de la célula. Un análisis más detallado de estas moléculas podría dar información adicional sobre la salud y la enfermedad.

"Hemos ido más allá en la detección de secuencias de genes para analizar y comprender realmente los patrones de actividad de los genes --apunta Quake--. Se ha visto que es útil conocer la secuencia de ADN de un gen en la sangre en algunos casos específicos, como el cáncer, el embarazo y el trasplante de órganos. Analizar el ARN permite una perspectiva mucho más amplia de qué está pasando en el cuerpo en un momento determinado".