Las células cancerosas a menudo tienen mutaciones en su ADN que pueden dar pistas a los científicos sobre cómo comenzó el cáncer o qué tratamiento puede ser más efectivo. Encontrar estas mutaciones puede ser difícil, pero un nuevo método puede ofrecer resultados más completos y completos.
Un equipo de investigadores ha desarrollado un nuevo marco que puede combinar tres métodos existentes para encontrar estas grandes mutaciones, o variantes estructurales, en una sola imagen más completa.
Feng Yue, profesor asistente de bioquímica y biología molecular en Penn State College of Medicine, dijo que el nuevo método, publicado hoy 10 de septiembre en Genética de la naturaleza - podría ayudar a los investigadores a encontrar nuevas variaciones estructurales dentro del ADN de las células cancerosas y aprender más sobre cómo comienzan esos cánceres.
"Pudimos diseñar y usar este marco computacional para conectar los tres métodos juntos, para obtener la visión más completa del genoma", dijo Yue. "Cada método por sí solo solo puede revisar una parte de las variaciones estructurales, perocuando integra los resultados de los tres métodos diferentes, puede obtener la visión más completa del genoma del cáncer ".
Las variantes estructurales son grandes mutaciones en el ADN que pueden provocar la activación de genes causantes de cáncer. Por ejemplo, ciertos tipos de cáncer cerebral, como los tipos que afectaron a los senadores John McCain y Edward Kennedy, pueden ser causados por variantes estructurales que se amplificanciertos genes que causan cáncer. En algunos tipos de cáncer, saber que un paciente tiene esta anormalidad ayuda a los médicos a decidir el mejor plan de tratamiento.
Yue dijo que encontrar estas variantes estructurales es importante por varias razones.
"Si usted es un paciente con cáncer, conocer las variantes estructurales que conducen al cáncer puede ayudarnos a entender por qué se enfermó y posiblemente qué tratamiento podría ser el mejor", dijo Yue.
Los investigadores utilizaron tres métodos existentes para encontrar variantes estructurales: mapeo óptico, captura de conformación cromosómica de alto rendimiento conocida como Hi-C y secuenciación del genoma completo, que se ha utilizado para descubrir la mayoría de las variantes estructurales que ya se conocen.
Usando su nuevo método, los investigadores pudieron encontrar variaciones estructurales para más de 30 tipos de células cancerosas. El equipo de científicos también pudo usar los mismos métodos para comenzar a aprender por qué ciertas clases de variantes estructurales pueden estar contribuyendo a los cánceres.
"Muchas de las variantes estructurales que se encuentran en los cánceres humanos no parecen afectar directamente a un gen", dijo Jesse Dixon, miembro del Instituto Salk en San Diego, y uno de los coautores del trabajo ".En cambio, muchas variantes estructurales aparecen en porciones no codificantes del genoma, lo que la gente ha denominado históricamente ADN basura, y puede ser un poco misterioso el por qué pueden estar contribuyendo al cáncer ".
Lo que los investigadores pudieron observar es que algunas variantes estructurales parecen afectar los "interruptores" de genes reguladores en secuencias de ADN no codificantes. Los interruptores defectuosos impiden el encendido o apagado apropiado de genes específicos y esto puede contribuir al cáncer.
"Con muchos tipos de cáncer, el gen en sí está bien, pero el 'interruptor' que lo controla es lo que está causando problemas", dijo Yue. "Usando nuestro enfoque, es posible que podamos descubrir que el interruptor se rompió y encontrar una curabasado en el objetivo específico para ese interruptor. Si está apagado, por ejemplo, tal vez podríamos usar la tecnología de edición de genes para volver a encenderlo ".
También utilizaron el método Hi-C para explorar cómo las variaciones estructurales pueden afectar la estructura del genoma 3D, cómo el ADN se pliega dentro de la célula.
"Las células son pequeñas, pero su ADN es muy largo. En una línea, todo el ADN de una célula tendría más de dos metros de largo", dijo el Dr. Job Dekker, profesor y codirector del programa enBiología de sistemas en la Universidad de Massachusetts, investigador del Instituto Médico Howard Hughes y autor principal del artículo. "Es por eso que el ADN necesita plegarse de formas complejas. Hemos descubierto que las alteraciones genómicas en las células cancerosas pueden conducir a diferencias en la forma en que el genomase pliega y esto puede conducir a casos en los que los interruptores reguladores incorrectos activan o desactivan los genes "
El equipo de científicos pudo descubrir que las variantes estructurales afectan el plegamiento del genoma en las células cancerosas, y que estos cambios pueden estar contribuyendo al cáncer.
"Uno de los descubrimientos que habíamos hecho en el pasado es que nuestro genoma está plegado en estructuras distintas, casi como pequeños barrios", dijo Dixon. "Parece que algunas variantes estructurales causan cambios en estos barrios, de modo queel gen que causa el cáncer se traslada de un vecindario donde el gen se mantiene en silencio a uno donde el gen se activa ".
En el futuro, Yue y su equipo de investigación planean aplicar el nuevo método en más pacientes con cáncer y están trabajando estrechamente con el Instituto Estatal de Medicina Personalizada de Penn. Los científicos sugieren que este trabajo podría conducir a una mejor capacidad para predecir quélas variantes estructurales pueden contribuir al cáncer y a qué genes pueden dirigirse.
"Si podemos entender qué mutaciones están impulsando qué genes, esto tiene el potencial de sugerir que el cáncer sería susceptible al tratamiento con medicamentos particulares que se dirigen a esos genes", dijo Yue. "Tal enfoque ha sido realmente desafiante en elpasado para mutaciones estructurales no codificantes en el genoma "
El Instituto Nacional de Salud, el Instituto Médico Howard Hughes, el Consejo Europeo de Investigación, Cancer Research UK y Wellcome Trust ayudaron a apoyar este trabajo.
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Materiales proporcionado por Estado Penn . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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