Después del epigenoma: el epitranscriptoma

Nuestro Genoma está formado por nuestro ADN (Acido Desoxirribonucleico) en forma de 6,000 millones de piezas que combinan cuatro “sabores”: A, C, G y T (Adenina, Citosina, Guanina y Timina). Es nuestro Abecedario. Pero a esta base se suma la regulación de la misma, que sería la ortografía y la gramática de ese abecedario: es lo que denominamos la Epigenética.

En la epigenética, destaca una señal de acentuación: la metilación del ADN, que significa tener una C o una metil-C. La primera suele significar que un gen esta expresado y activo, mientras la segunda que un gen esta callado e inactivo. Nuestro ADN “habla” cuando produce otra molécula llamada ARN (Acido Ribonucleico). Hasta hace muy poco, se creía que dicha molécula solo era un intermediario poco regulable capaz de producir proteínas (como la insulina, la hemoglobina y otras) a partir de la orden del ADN.

Hoy, un artículo publicado en Cancer Discovery por Manel Esteller, Director del Programa de Epigenética y Biología del Cáncer del Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (IDIBELL), Investigador ICREA y Profesor de Genética de la Universidad de Barcelona, ​​nos explica que ese ARN también tiene una ortografía y gramática propias, igual que el ADN. Se trataría de la Epigenética del ARN, también denominada Epitranscriptómica.

"Es conocida la paradoja de que a veces el ADN produce un ARN pero éste acaba no originando la proteína. Como en estos casos la alteración no está ni en el genoma ni el proteoma, pensamos que debía estar en el transcriptoma, es decir, en la molécula de ARN”, comenta el Dr. Esteller. “En los últimos años, nos hemos dado cuenta de que nuestro ARN está altamente regulado y si a nivel de ADN solo dos o tres modificaciones lo controlan, pueden existir centenares de pequeños cambios en el ARN que controlan su estabilidad, su localización intracelular o su maduración en los seres vivos”.

En células humanas este campo se ha empezado a estudiar en detalle en los últimos cinco años. “Por ejemplo, ahora sabemos que el ARN se puede metilar igual que el ADN y de forma altamente específica”, comenta el Dr. Manel Esteller, “y aún más recientemente hemos observado que estas modicaciones epigenéticas del ARN pueden ser claves en la regulación de los ARN “guardianes”, denominados ARN no codificantes.”

El artículo apunta además a que el Epitranscriptoma podría verse alterado en algunas enfermedades humanas, mientras que también se están descubriendo alteraciones en genes responsables del cáncer. “Será una etapa de investigación excitante para ésta y la proxima generación de científicos”, concluye el investigador.

·         Artículo. Esteller M, Pandolfi PP. The Epitranscriptome of Noncoding RNAs in Cancer. Cancer Discovery, DOI: 10.1158/2159-8290.CD-16-1292, March 20th, 2017.

·         Ilustración. Las modificaciones químicas de los ácidos nucleicos constituyen el Epigenoma (ADN) y el Epitranscriptoma (ARN) que regulan la actividad del Genoma.

Investigadores del IDIBELL completan el primer epigenoma de Europa

Un estudio liderado por Manel Esteller, director del Programa de Epigenética y Biología del Cáncer del Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (IDIBELL), profesor de genética de la Universidad de Barcelona e Investigador ICREA, ha completado el primer epigenoma de Europa. El hallazgo se publica en el último número de la revista científica internacional Epigenetics.

El genoma de todas las células del cuerpo humano con independencia de sus aspectos y funciones es lo mismo, por lo tanto no puede explicar completamente la actividad de los tejidos y órganos ni sus trastornos en enfermedades complejas como el cáncer. Se necesita algo más. Parte de la explicación la proporciona la epigenética, un campo de la biología que estudia la herencia de la actividad del ADN que no implica cambios en la secuencia del mismo. Es decir, si la genética es el abecedario, la epigenética es la ortografía que guía la actividad de nuestras células.

Metilación

La epigenética hace referencia a modificaciones químicas en nuestro material genético y en las proteínas que lo regulan. La marca epigenética más reconocida es la metilación, la adición de un grupo químico metilo (-CH3) en nuestro ADN. El epigenoma está constituido por todas las marcas epigenéticas de un ser vivo.

Los autores del estudio han completado los epigenomas correspondientes a todas las marcas de metilación del ADN de los glóbulos blancos de la sangre de dos chicas: una sana y otra con una enfermedad genética minoritaria, denominada síndrome de inmunodeficiencia, inestabilidad centromérica y anomalías faciales (ICF). Esta afección está provocada por una mutación en un gen que provoca la adición de un grupo químico metilo en su ADN.

El análisis realizado por los investigadores revela que la paciente posee un epigenoma defectuoso que provoca la fragilidad de sus cromosomas, que de esta manera se pueden romper muy fácilmente. Además, el estudio muestra que posee un control epigenético erróneo de muchos genes relacionados con la respuesta contra las infecciones, lo que le causa un déficit de inmunidad severo.

El coordinador del estudio, Manel Esteller, destaca que, gracias a este estudio, “ahora sabemos qué sucede en este tipo de enfermedades raras y podemos empezar a pensar estrategias de nuevos tratamientos basados ​​en este conocimiento.”

El doctor Esteller es un referente internacional en el ámbito de la epigenética. Su trabajo ha sido decisivo para demostrar que todos los tumores humanos tienen en común una alteración química concreta: la hipermetilación de los genes supresores de tumores. Desde el año 2008 es el director del programa de Epigenética y Biología del Cáncer del IDIBELL.