16 de octubre de 2015

Encuentran un conjunto de genes esenciales para la viabilidad celular

MADRID, 16 Oct. (EUROPA PRESS) -

Mediante el uso de dos enfoques analíticos complementarios, científicos del Instituto Whitehead y el Instituto Broad del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés) y Harvard, en Estados Unidos han identificado el universo de genes en el genoma humano esencial para la supervivencia y la proliferación de líneas celulares humanas o células humanas cultivadas.

Sus resultados y los materiales que se desarrollaron para realizar la investigación no sólo sirven como recursos muy importantes para la comunidad de investigación global, sino que también deben tener aplicación en el descubrimiento de vulnerabilidades genéticas que sean objetivos a los que dirigir los fármacos en una variedad de cánceres humanos.

Los científicos han conocido durante mucho tiempo genes esenciales en microorganismos como levaduras, cuyos genomas son más pequeños y más fáciles de manipular. La mayoría de las cepas de levaduras comunes, por ejemplo, son haploides, lo que significa que los genes existen en copias simples, por lo que es bastante simple para los investigadores eliminar o noquear genes individuales y evaluar el impacto sobre el organismo.

Sin embargo, debido a su mayor complejidad, los genomas de los mamíferos diploides, incluyendo el genoma humano, se han resistido a este tipo de técnicas de noqueo, incluyendo la interferencia de ARN. Ahora, sin embargo, a través del uso del sistema de edición del genoma CRISPR (repetidos cortos palindrómicos aglomerados regularmente interespaciados), los investigadores de Whitehead David Sabatini y del Instituto Broad Eric Lander lograron generar una biblioteca de todo el genoma de un sgRNAs para detectar e identificar los genes necesarios para la viabilidad celular.

La biblioteca de sgRNA se dirigió a poco más de 18.000 genes, de los cuales aproximadamente el 10 por ciento resultó ser esencial, unos hallazgos que se publican en la edición digital de esta semana de la revista 'Science'. "Éste es el primer informe de genes esenciales en las células humanas --subraya Tim Wang, estudiante graduado en el laboratorio de Sabatini y Lander y primer autor del artículo--. Esto responde a una pregunta que la gente se ha estado planteando desde hace mucho tiempo."

Como era de esperar, Wang dice que muchos de los genes esenciales están involucrados en procesos biológicos fundamentales, como la replicación del ADN, la transcripción del ARN y la traducción del ARN mensajero. Pero, como señala también Wang, unos 300 de estos genes esenciales son de una clase no caracterizada previamente, se encuentran en gran medida en el compartimento celular conocido como el nucléolo y están asociados con el procesamiento del ARN. La investigación futura se centrará en identificar la función precisa de estos genes.

Para validar los resultados del cribado de CRISPR, el equipo tomó la medida adicional de detectar genes esenciales en una línea única de células humanas haploides. Utilizando un nuevo enfoque, los investigadores encontraron coincidencias significativas consistentes en conjuntos de genes que se consideren esenciales.

En una etapa final, el equipo probó sus enfoques en líneas celulares derivadas de dos tipos de cáncer, leucemia mielógena crónica (CML, por sus siglas en inglés) y linfoma de Burkitt, ambos ampliamente estudiados. El nuevo método no sólo identificó la esencialidad conocida de los genes, en el caso de la CML, golpea en los genes BCR y ABL1, cuyo desplazamiento es el blanco del fármaco 'Gleevec', sino que también destacó genes adicionales que pueden ser objetivos terapéuticos en estos tipos de cáncer.

"La capacidad de concentrarnos en los genes esenciales en el sistema humano altamente complejo nos dará una nueva visión de cómo las enfermedades, como el cáncer, siguen resistiendo los esfuerzos por derrotarlos", afirma Lander, quien junto a sus colegas, está entusiasmado con las aplicaciones potenciales de este trabajo, ya que debe acelerar la identificación de objetivos farmacológicos para el cáncer y entender mejor la evolución de la resistencia a los medicamentos, un importante contribuyente al fracaso terapéutico.

Los investigadores atribuyen este vasto potencial al rigor que CRISPR lleva a la genética humana. "Ésta es realmente la primera vez que podemos estudiar de manera fiable, con precisión y sistemáticamente la genética en las células de mamíferos --subraya Sabatini--. Es notable lo bien que está funcionando".