Una exposición continuada al sol sin la protección adecuada o a algunos carcinógenos puede terminar por romper el ADN. La célula debe reparar esas roturas, pero las reparaciones dejan ciertas marcas, “cicatrices” que cuentan con una información que en un futuro podrían resultar valiosas en el tratamiento del cáncer.
Un equipo del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) ha presentado el primer catálogo global de estas “cicatrices” que deja la reparación del ADN humano, un avance que podría transformar la forma en que se diseñan los tratamientos personalizados contra el cáncer y mejorar el control de las tecnologías de edición genética.
La investigación acaba de ser publicada en la revista Science y pone a disposición de la comunidad científica internacional una base de datos que muestra cómo cada uno de los 20.000 genes humanos influye en la reparación de roturas en el ADN, un proceso clave tanto en la aparición como en el tratamiento de tumores.
El reparoma humano, como han denominado a este recurso, permite identificar los patrones de alteraciones genéticas que quedan tras la reparación de daños en el ADN. Esta información resulta esencial porque muchas terapias oncológicas, como la quimioterapia y la radioterapia, actúan precisamente provocando roturas en el material genético de las células tumorales.
Sin embargo, los tumores pueden desarrollar resistencia a estos tratamientos al aprender a reparar esas roturas. Comprender en detalle cómo se producen y reparan estas “cicatrices” abre la puerta a estrategias más eficaces para combatir la resistencia y adaptar los tratamientos a las características genéticas de cada paciente.
“Es un trabajo ambicioso, que esperamos que se convierta en un recurso verdaderamente útil en la investigación oncológica y también en la práctica clínica”, cuenta Felipe Cortés, jefe del grupo de Topología y Roturas de ADN del CNIO y autor principal del estudio. El catálogo, accesible a través de una plataforma web, permite a los investigadores de todo el mundo consultar cómo la ausencia o presencia de cada gen afecta a la reparación del ADN y, por tanto, a la vulnerabilidad o resistencia de las células frente a distintos tratamientos.
Tras las huellas de la rotura del ADN
El proceso para crear el reparoma humano ha requerido una labor experimental y computacional de gran envergadura. El equipo, liderado por Ernesto López, Israel Salguero y Daniel Giménez, generó 20.000 poblaciones celulares distintas, inhabilitando un gen diferente en cada una mediante la tecnología de edición genética CRISPR. Luego, provocaron roturas en el ADN de cada población y analizaron las huellas que quedaban tras la reparación. Este enfoque masivo y simultáneo, posible gracias a nuevas herramientas de análisis y representación de datos, ha permitido obtener una visión sin precedentes de cómo cada gen contribuye a la integridad del material genético.
El catálogo no solo tiene valor como herramienta de investigación básica. Según los autores, “REPAIRome es un catálogo que muestra cómo cada uno de los alrededor de 20.000 genes humanos influye en los patrones de mutaciones que son consecuencia de la reparación de roturas del ADN. REPAIRome puede aportar información sobre los mecanismos de reparación del ADN, mejorar la edición de genes y explicar los patrones de mutación observados en el cáncer”. De hecho, el análisis de estos patrones ya ha permitido identificar nuevas proteínas implicadas en la reparación del ADN y descubrir un tipo de alteración genética asociada al cáncer de riñón y a condiciones de baja oxigenación en otros tumores, lo que podría dar lugar a nuevas estrategias terapéuticas.
El reparoma humano se centra en la reparación de uno de los daños más graves que puede sufrir el ADN: la rotura de doble hebra, que ocurre cuando ambas cadenas de la doble hélice se rompen simultáneamente. Este tipo de daño puede producirse por factores externos como la radiación o ciertos fármacos, pero también durante procesos normales de replicación celular. La capacidad de las células para reparar estas roturas determina en gran medida su supervivencia y su propensión a desarrollar mutaciones que pueden conducir al cáncer.
El reparoma humano ya está disponible para la comunidad científica y se espera que impulse nuevas investigaciones sobre la biología del cáncer, la resistencia a los tratamientos y la mejora de las técnicas de edición genética. Los próximos pasos incluyen la integración de datos clínicos y la colaboración con hospitales para trasladar estos conocimientos a la práctica médica. El catálogo representa una herramienta que puede acelerar el desarrollo de terapias más personalizadas y eficaces, y contribuir a una comprensión más profunda de cómo las células humanas mantienen la estabilidad de su material genético frente a los daños diarios.
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