Cáncer

Identificado el mecanismo de una de las mutaciones más frecuentes en los tumores

El fallo de un complejo sistema que facilita la replicación y transcripción del material genético genera híbridos tóxicos de ADN y ARN

Andrés Aguilera, catedrático de genética de la Universidad de Sevilla.
Andrés Aguilera, catedrático de genética de la Universidad de Sevilla.U S

Una explicación simplificada del cáncer es que se trata del desarrollo de células anormales que se dividen, crecen y se diseminan sin control. La división celular es un mecanismo biológico natural, pero cualquier fallo en el proceso de replicación y transcripción del material genético puede hacer que la célula, en vez de morir de forma natural, comience a dividirse sin límite formando las masas, denominadas tumores o neoplasias, que terminan por destruir y sustituir tejidos normales. Una investigación de la Universidad de Sevilla (US) en el Centro Andaluz de Biología Molecular y Medicina Regenerativa (CABIMER), publicada en Nature Genetics, ha identificado el mecanismo de una de las mutaciones (cambios en la secuencia natural del ADN) más frecuentes en los tumores, un hallazgo fundamental para entender los procesos cancerígenos y buscar soluciones.

Si la replicación celular fuera como copiar un libro, el ADN serían las letras, que deben situarse exactamente igual en un nuevo ejemplar para que el mensaje sea correcto y la copia cumpla su función. Algunos genes actúan de supresores tumorales, como el P53, y se encargan de producir proteínas que vigilan y controlan los procesos de transcripción y replicación. Un cambio (mutación) en estos genes puede hacer que no cumplan su función y comience la división celular sin control.

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Las alteraciones en el P53, conocido como el “guardián del genoma”, son las más habituales detectadas en los tumores. Pero hay otro grupo cuyo mecanismo de mutación ha sido descubierto por los investigadores españoles y que da origen a la segunda mutación más frecuente en los cánceres.

Este nuevo mecanismo, cuyo papel no estaba claro hasta la investigación recién publicada, comienza en un complejo de proteínas, conocido como cromatina SWI/SNF (SwItch/Sucrose Non Fermentable), que tiene como función remodelar y acomodar la cubierta del ADN (histonas) para permitir la expresión de los genes o la replicación del genoma. En ese proceso de actuar sobre el envoltorio del ADN juega un papel fundamental el Brahma-related gene-1 (BRG1), un componente de la cromatina y modulador crítico para regular la transcripción, reparación y recombinación genética en los procesos celulares.

El remodelador SWI/SNF es como el vigilante de una vía por la que circulan dos trenes en dirección opuesta. Si no regula el tráfico, se produce una catástrofe
Andrés Aguilera, catedrático de genética de la Universidad de Sevilla

Sin estos elementos, los procesos de replicación y transcripción chocan y se genera la inestabilidad que caracteriza a los tumores. El catedrático de genética de la Universidad de Sevilla Andrés Aguilera, director del estudio, cuyo autor principal es Aleix Bayona-Feliu, lo simplifica para explicarlo. “El remodelador SWI/SNF es como el vigilante de una vía por la que circulan dos trenes en dirección opuesta. Si no regula el tráfico, se produce una catástrofe”. De esta forma, cualquier alteración en el complejo SWI/SNF, vigilante de ese tráfico, genera la inestabilidad genética, que está detrás de la mayoría de tumores.

“El complejo SWI/SNF es necesario para que las células puedan resolver los conflictos que se dan en los cromosomas cuando las maquinarias de transcripción y replicación colisionan en un mismo sitio obstaculizándose mutuamente”, explica Aguilera.

Una mutación inicial se produce accidentalmente y, si esta afecta al policía que regula el tráfico en el ADN, en este caso SWI/SNF, o la división celular, la célula pierde el control sobre la integridad del genoma y comienza la cascada de alteraciones genéticas
Andrés Aguilera, catedrático de genética de la Universidad de Sevilla

El resultado del fallo causado por las mutaciones en el complejo SWI/SNF es la generación y acumulación de moléculas híbridas de ADN y ARN que resultan tóxicas y que los investigadores creen que están presentes de forma frecuente en los tumores. Según el estudio, “el impacto de las alteraciones de SWI/SNF podría explicar la prevalencia de sus mutaciones en las neoplasias malignas humanas y por qué los factores de este complejo están mutados más ampliamente que cualquier otro supresor tumoral u oncogén”.

Aguilera explica: “Una mutación inicial se produce accidentalmente y, si esta afecta al policía que regula el tráfico en el ADN, en este caso SWI/SNF, o la división celular, la célula pierde el control sobre la integridad del genoma y comienza la cascada de alteraciones genéticas que pueden desembocar en cáncer. Identificar esta mutación en sus primeras fases permitiría establecer un biomarcador en estados muy iniciales del cáncer y, en un futuro, ser usadas en prevención y terapias personalizadas”.

Andrés Aguilera, en el laboratorio.
Andrés Aguilera, en el laboratorio.U S

Hao Zhu, investigador del Children’s Medical Center Research Institute del hospital UT Southwestern (Texas), y autor de otro estudio sobre la cromatina publicado en Nature cancer, coincide en que los complejos de cromatina SWI/SNF desempeñan un papel crucial en el desarrollo de tejidos normales y, cuando se alteran, pueden conducir al desarrollo del cáncer: “Estos complejos son comúnmente alterados por mutaciones en los genes que los codifican, pero se conoce poco cómo esto conduce al tumor. Si bien está muy claro que los componentes SWI/SNF son defectuosos en casi todos los tipos de cáncer, todavía hay confusión sobre cómo las mutaciones en los componentes conducen a enfermedades”.

Para Zachary Mandell, autor de un estudio publicado en eLife sobre el ciclo de transcripción genética, “este proceso está muy coordinado con el fin de asegurar que los genes correctos se expresen en los momentos y niveles adecuados para que la célula funcione correctamente”. “Estamos interesados en entender los mecanismos que permiten a la célula detener la transcripción en lugares precisos a lo largo del genoma”, afirma.

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