MADRID, 4 May. (EUROPA PRESS) -
Por primera vez, los científicos son capaces de estudiar los cambios en el ADN de cualquier tejido humano, tras la resolución de antiguos problemas técnicos por parte de los científicos del Instituto Wellcome Sanger, en Reino Unido. El nuevo método, denominado secuenciación de nanoratos (NanoSeq), permite estudiar cómo se producen los cambios genéticos en los tejidos humanos con una precisión sin precedentes.
El estudio, publicado en la revista 'Nature', supone un gran avance para la investigación del cáncer y el envejecimiento. Mediante el uso de NanoSeq para estudiar muestras de sangre, colon, cerebro y músculo, la investigación también cuestiona la idea de que la división celular es el principal mecanismo que impulsa los cambios genéticos. También se espera que el nuevo método permita a los investigadores estudiar el efecto de los carcinógenos en las células sanas, y hacerlo con mayor facilidad y a una escala mucho mayor de lo que ha sido posible hasta ahora.
Los tejidos de nuestro cuerpo se componen de células que se dividen y no se dividen. Las células madre se renuevan a lo largo de nuestra vida y son las encargadas de suministrar las células que no se dividen para que el cuerpo siga funcionando. La gran mayoría de las células del cuerpo no se dividen o se dividen muy poco. Por ejemplo, los granulocitos de la sangre, que se producen por miles de millones cada día y viven muy poco tiempo, o las neuronas del cerebro, que viven mucho más tiempo.
Los cambios genéticos, conocidos como mutaciones somáticas, se producen en nuestras células a medida que envejecemos. Se trata de un proceso natural, en el que las células adquieren entre 15 y 40 mutaciones al año. La mayoría de estas mutaciones son inofensivas, pero algunas pueden hacer que una célula se convierta en un cáncer.
Desde la llegada de la secuenciación del genoma a finales del siglo XX, los investigadores del cáncer han podido comprender mejor la formación de los cánceres y cómo tratarlos estudiando las mutaciones somáticas del ADN tumoral. En los últimos años, las nuevas tecnologías también han permitido a los científicos estudiar las mutaciones en las células madre extraídas de tejidos sanos.
Pero hasta ahora, la secuenciación del genoma no ha sido lo suficientemente precisa como para estudiar las nuevas mutaciones en las células que no se dividen, lo que significa que la mutación somática en la gran mayoría de nuestras células ha sido imposible de observar con precisión.
En este nuevo estudio, los investigadores del Instituto Wellcome Sanger trataron de perfeccionar un método de secuenciación avanzado llamado secuenciación dúplex1. El equipo buscó errores en los datos de las secuencias dúplex y se dio cuenta de que se concentraban en los extremos de los fragmentos de ADN y presentaban otras características que sugerían fallos en el proceso utilizado para preparar el ADN para la secuenciación.
A continuación, introdujeron mejoras en el proceso de preparación del ADN, como el uso de enzimas específicas para cortarlo de forma más limpia, así como métodos bioinformáticos mejorados. A lo largo de cuatro años, mejoraron la precisión hasta conseguir menos de cinco errores por cada mil millones de letras de ADN.
El doctor Robert Osborne, antiguo alumno del Instituto Wellcome Sanger que dirigió el desarrollo del método, explica que "detectar mutaciones somáticas que sólo están presentes en una o unas pocas células es un reto técnico increíble. Hay que encontrar un solo cambio de letra entre decenas de millones de letras de ADN y los métodos de secuenciación anteriores simplemente no eran lo suficientemente precisos. Como NanoSeq comete sólo unos pocos errores por cada mil millones de letras de ADN, ahora podemos estudiar con precisión las mutaciones somáticas en cualquier tejido", añade.
El equipo aprovechó la mayor sensibilidad de NanoSeq para comparar las tasas y los patrones de mutación tanto en las células madre como en las que no se dividen en varios tipos de tejidos humanos.
Sorprendentemente, el análisis de las células sanguíneas encontró un número similar de mutaciones en las células madre que se dividen lentamente y en las células progenitoras que se dividen más rápidamente, lo que sugiere que la división celular no es el proceso dominante que causa mutaciones en las células sanguíneas. El análisis de las neuronas que no se dividen y de las células musculares que rara vez se dividen también reveló que las mutaciones se acumulan a lo largo de la vida en las células sin división celular, y a un ritmo similar al de las células de la sangre.
El doctor Federico Abascal, primer autor del trabajo del Instituto Wellcome Sanger, explica que "se suele suponer que la división celular es el principal factor de aparición de mutaciones somáticas, ya que un mayor número de divisiones genera un mayor número de mutaciones. Pero nuestro análisis descubrió que las células sanguíneas que se habían dividido muchas veces más que otras presentaban las mismas tasas y patrones de mutación --prosigue--. Esto cambia nuestra forma de pensar sobre la mutagénesis y sugiere que otros mecanismos biológicos, además de la división celular, son clave".
La capacidad de observar las mutaciones en todas las células abre nuevas vías de investigación sobre el cáncer y el envejecimiento, como el estudio de los efectos de carcinógenos conocidos, como el tabaco o la exposición al sol, así como el descubrimiento de nuevos carcinógenos. Esta investigación podría mejorar en gran medida nuestra comprensión de cómo las elecciones de estilo de vida y la exposición a carcinógenos pueden conducir al cáncer.
Otra ventaja del método NanoSeq es la relativa facilidad con la que se pueden recoger las muestras. En lugar de tomar biopsias de tejido, las células pueden recogerse de forma no invasiva, como por ejemplo raspando la piel o pasando un hisopo por la garganta, destacan los investigadores.
El doctor Iñigo Martincorena, autor principal del artículo del Instituto Wellcome Sanger, resalta que "la aplicación de NanoSeq a pequeña escala en este estudio ya nos ha llevado a reconsiderar lo que creíamos saber sobre la mutagénesis, lo cual es apasionante".
"NanoSeq también facilitará, abaratará y hará menos invasivo el estudio de las mutaciones somáticas a una escala mucho mayor --añade--. En lugar de analizar biopsias de un pequeño número de pacientes y sólo poder observar las células madre o el tejido tumoral, ahora podemos estudiar muestras de cientos de pacientes y observar las mutaciones somáticas en cualquier tejido".