Científicos de la Universidad de Cambridge, en Reino Unido, han identificado dónde existe una versión de cuatro hebras de ADN en el genoma de las células humanas y sugieren que puede ser la clave para el desarrollo de nuevas terapias dirigidas contra el cáncer.
Los autores hallaron que estas estructuras de cuádruple hélice se producen en las regiones de ADN que controlan los genes, en particular los genes del cáncer, lo que sugiere que pueden desempeñar un papel en el encendido o apagado de los genes.
Los resultados del trabajo, financiado por el ‘Cancer Research UK’ y la ‘European Molecular Biology Organization’ (EMBO) y publicado en la revista ‘Nature Genetics’, podrían tener implicaciones para el diagnóstico del cáncer y el desarrollo de nuevos tratamientos dirigidos.
La mayoría de las personas están familiarizadas con la estructura de doble hélice del ADN, pero también hay una versión de la molécula que tiene una estructura de cuádruple hélice. Estas estructuras se refieren a menudo como ‘G-quadruplex’, ya que se forman en las regiones de ADN que son ricas en el bloque de construcción guanina, por lo general abreviado como ‘G’.
Inicialmente, el equipo de la investigación actual encontró que estas estructuras existen en las células humanas, pero en ese momento no estaba muy claro dónde se encontraban estas estructuras en el genoma, y cuál era su papel, aunque se sospechaba que tenían un enlace con ciertos genes del cáncer.
“Ha habido numerosas conexiones diferentes realizadas entre estas estructuras y el cáncer, pero han sido en gran medida hipotéticas”, afirma el autor principal del estudio, Shankar Balasubramanian, del Departamento de Química de Cambridge y el Instituto de Investigación del Cáncer de Reino Unido. “Pero lo que hemos encontrado es que incluso en las células no cancerosas, estas estructuras parecen ir y venir de una manera que está vinculada al encendido y apagado de genes”, añade.
A partir de una línea celular humana pre-cancerosa, los investigadores emplearon moléculas pequeñas para cambiar el estado de las células con el fin de observar dónde pueden aparecer los ‘G-quadruplex’. Se detectaron aproximadamente 10.000 ‘G-quadruplex’, principalmente en las regiones de ADN asociadas con la conmutación o desactivación de genes y, en particular, en los genes asociados con el cáncer.
“Lo que hemos observado es que la presencia de ‘G-quadruplex’ va de la mano con la producción del gen asociado”, dijo Balasubramanian. Esto sugiere que el ‘G-quadruplex’ puede jugar un papel similar al de las marcas epigenéticas: pequeñas modificaciones químicas que afectan a cómo se interpreta la secuencia de ADN y controlan la forma en que ciertos genes se encienden o se apagan.
Diana molecular
Los resultados también señalan que ‘G-quadruplex’ tiene potencial como una diana molecular para el diagnóstico precoz y tratamiento del cáncer, en particular para los llamados pequeños tratamientos de moléculas que se dirigen a las células cancerosas, en lugar de los tratamientos tradicionales que afectan a todas las células.
“Hemos estado buscando una explicación de por qué algunas células cancerosas son más sensibles a pequeñas moléculas que se dirigen a ‘G-quadruplex’ que las células no cancerosas –dice Balasubramanian–. Una razón simple podría ser que hay más de estas estructuras ‘G-quadruplex’ en células precancerosas o cancerosas, por lo que hay más objetivos para pequeñas moléculas y por lo que las células de cáncer tienden a ser más sensibles a este tipo de intervención que las células no cancerígenas”. “Todo apunta en una determinada dirección y sugiere que hay una razón para dirigirse de manera selectiva a las células cancerosas”, añade.
“Hemos encontrado que los ‘G-quadruplex’ aparecen en regiones del genoma donde las proteínas, como factores de transcripción, controlan el destino celular y la función”, dice el doctor Robert Hänsel-Hertsch, autor principal del artículo. “El hallazgo de que estas estructuras pueden ayudar a regular la forma en que se codifica y decodifica la información en el genoma va a cambiar la manera en que pensamos que funciona este proceso”, añade.
La doctora Emma Smith, directora de Ciencias de la Información de ‘Cancer Research UK’, afirma: “Averiguar los procesos fundamentales que las células cancerosas utilizan para encender y apagar los genes podría ayudar a los científicos a desarrollar nuevos tratamientos que funcionen contra muchos tipos de la enfermedad. Y explotar las debilidades de las células del cáncer podría significar que este enfoque podría causar menos daño a las células sanas, reduciendo los potenciales efectos secundarios. Es todavía pronto, pero buenos candidatos como éste es de donde vendrán los tratamientos del futuro”.
