Un nuevo avance científico podría abrir nuevas vías para diagnosticar y tratar enfermedades genéticas. Esto se debe a que un grupo de investigadores ha creado el mayor atlas de mutaciones genómicas postcigóticas en tejido humano sano. El trabajo, que se ha publicado en la revista 'Science', es el mayor hasta la fecha por la gran cantidad de donantes muestreados y el elevado número combinado de tejidos.
El avance señala el camino hacia la comprensión de los fundamentos genéticos de las enfermedades asociadas al cáncer, así como de innumerables afecciones causadas por el mal funcionamiento celular, incluido el envejecimiento. El atlas podría ser útil para diagnosticar afecciones médicas y, potencialmente, para revertir las mutaciones genéticas causantes de enfermedades.
"Si hablamos de que los cambios genéticos son la base de las enfermedades, hoy en día existe una gran variedad de tecnologías que nos permiten realizar cambios en el genoma --afirma el doctor Don Conrad, autor principal y profesor asociado de la Facultad de Medicina de la Oregon Health & Science University (Estados Unidos) que dirige la División de Genética del Centro Nacional de Investigación de Primates de Oregón--. Puede ser posible cambiar esas mutaciones que hemos adquirido debido a la mala suerte o a los malos hábitos, y devolverlas a lo que eran antes".
El atlas podría ser útil para diagnosticar afecciones médicas y, potencialmente, para revertir las mutaciones genéticas causantes de enfermedades
Los investigadores generaron el atlas utilizando 54 tipos de tejidos y células recopilados tras la muerte de 948 individuos que donaron sus cuerpos para el Programa de Expresión Genotipo-Tejido del Instituto Nacional de la Salud de Estados Unidos.
Cada persona comienza como una sola célula en el momento de la concepción, portadora de un proyecto de ADN dentro del núcleo de esa primera célula fecundada. Utilizando esas instrucciones originales de ADN, la célula se divide y se replica en grandes grupos de células que forman tejidos distintos que desempeñan funciones únicas en el cuerpo. En un momento dado, una persona normal está compuesta por unos 30 billones de células; a lo largo de su vida, esa misma persona produce cuatrillones de células.
Con el tiempo, una célula individual se daña una y otra vez. En algunos casos, se reparan miles de veces al día.
"De vez en cuando, la célula comete un error durante la reparación del ADN, o se le escapa uno, y eso es un cambio que se propaga --explica Conrad--. Nuestro trabajo nos ofrece una ventana a la medida en que esos cambios se producen en distintos órganos y tejidos, y durante distintos periodos de nuestra vida".
Esta situación, conocida como mosaicismo somático, es el resultado de la mutación de las células a partir del ADN original.
Hasta ahora, la investigación genética de las mutaciones postcigóticas, o posteriores a la fecundación, se realizaba generalmente en biopsias de tejidos cancerosos, como melanomas cutáneos y tumores pulmonares, o en tejidos de fácil acceso, como la sangre.
El nuevo atlas abre un campo de investigación sobre las mutaciones que se producen a lo largo de la vida. "Pasar de una sola célula a un niño es un proceso extraordinario", afirma la autora principal, la doctora Nicole Rockweiler, que antes formaba parte del laboratorio de Conrad en la OHSU y la Universidad de Washington en San Luis, y ahora es asociada postdoctoral en el Instituto Broad del Instituto Tecnológico de Massachusetts y la Universidad de Harvard.
"Cuando se añaden capas de mutaciones que ocurren en un momento tan importante de nuestras vidas, es asombroso que podamos salir bastante bien parados al final de nuestra gestación", añade.
Los investigadores desarrollaron un método que utiliza la secuenciación masiva de ARN para caracterizar las mutaciones en un catálogo masivo de muestras de tejidos de todo el cuerpo
Para generar el nuevo atlas, los investigadores desarrollaron un método computacional que utiliza la secuenciación masiva de ARN para caracterizar las mutaciones en un catálogo masivo de muestras de tejidos de todo el cuerpo.
Pudieron rastrear el momento en que se produjeron las mutaciones asignándolas a un 'árbol del desarrollo', indexándolas entre tejidos y entre muchas personas. Descubrieron que muchas mutaciones surgían de forma sistemática y predecible a medida que las personas envejecían, aunque aproximadamente el 10% de las mutaciones parecían ser el resultado de algo intrínseco al individuo, ya fueran los genes o el entorno.
Comprobaron que la mayoría de las mutaciones detectables se producían en etapas posteriores de la vida, aunque muchas ocurrían antes del nacimiento.
"Aprendimos que algunos tejidos, como el esófago y el hígado, adquieren muchas mutaciones, mientras que otros, como el cerebro, adquieren menos --escribe Rockweiler en un post de la web del Laboratorio Conrad en el que describe la investigación--. Esto tenía sentido para nosotros porque el esófago y el hígado están expuestos a muchas toxinas ambientales; aquí las células deben transmitir el mensaje en un entorno ruidoso. Un número bajo de mutaciones en el cerebro también tiene sentido porque el cerebro está compuesto principalmente por células que no se replican", concluyen.