Las células cancerosas a menudo tienen mutaciones en su ADN que pueden dar a los científicos pistas 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, llamadas variantes estructurales, en una imagen única y más completa. El nuevo método, publicado en Genética de la naturaleza el 10 de septiembre de 2018, 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 vista más completa del genoma", dice Feng Yue, profesor asistente de bioquímica y biología molecular en la Universidad Estatal de Pennsylvania y uno de loslos autores correspondientes del artículo. "Cada método por sí solo puede revisar una parte de las variaciones estructurales, pero cuando 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 que causan cáncer. Por ejemplo, ciertos tipos de cáncer de cerebro, como los que afectaron a los senadores estadounidenses John McCain y Edward Kennedy, pueden ser causados porvariantes que amplifican ciertos genes que causan cáncer. En algunos cánceres, saber que un paciente tiene esta anomalía ayuda a los médicos a decidir cuál es el mejor plan de tratamiento.
Los investigadores dicen que encontrar estas variantes estructurales es importante por varias razones.
"Muchas de las variantes estructurales que se encuentran en los cánceres humanos no parecen afectar directamente a un gen", dice Jesse Dixon, miembro de Helmsley-Salk en el Instituto Salk y uno de los primeros y correspondientes autores del artículo ".muchas variantes estructurales aparecen en porciones no codificantes del genoma, a lo que la gente históricamente se ha referido como ADN basura, y puede ser un misterio por qué estas pueden estar contribuyendo al cáncer ".
Yue agrega: "Si es un paciente con cáncer, conocer las variantes estructurales que conducen al cáncer puede ayudarnos a comprender por qué se enfermó y posiblemente qué tratamiento podría ser el mejor".
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 variantes estructurales que ya se conocen..
Con su nuevo método, los investigadores pudieron encontrar variaciones estructurales para más de 30 tipos de células cancerosas. El equipo de científicos también utilizó los mismos métodos para comenzar a aprender por qué ciertas clases de variantes estructurales pueden estar contribuyendo a los cánceres.
Lo que los investigadores observaron es que algunas variantes estructurales parecen afectar los "interruptores" de genes reguladores en secuencias no codificantes de ADN. Los interruptores defectuosos evitan la activación o desactivación apropiada de genes específicos y esto puede contribuir al cáncer. También utilizaron el método Hi-Cpara explorar cómo las variaciones estructurales pueden afectar la estructura del genoma 3D, cómo se pliega el ADN dentro de la célula.
"Las células son pequeñas, pero su ADN es muy largo; dispuesto en una línea, todo el ADN de una célula tendría más de dos metros de largo", dice Job Dekker, profesor y codirector del programa en Sistemas.Biología de la Universidad de Massachusetts, investigador del Instituto Médico Howard Hughes y autor correspondiente del artículo. "Es por eso que el ADN debe plegarse de formas complejas. Hemos descubierto que las alteraciones genómicas en las células cancerosas pueden conducir a diferencias en cómo se pliega el genomay esto puede conducir a casos en los que los genes se activen o desactiven mediante interruptores reguladores incorrectos ".
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 hicimos en el pasado es que nuestro genoma está plegado en estructuras distintas, casi como pequeños vecindarios", dice Dixon. "Parece que algunas variantes estructurales causan cambios en estos vecindarios, tales que un cáncerEl gen causante se mueve de un vecindario donde el gen se mantiene en silencio a uno donde el gen se activa ".
Los científicos sugieren que este trabajo podría conducir a una mejor capacidad para predecir qué variantes estructurales pueden contribuir al cáncer y a qué genes pueden dirigirse.
El Instituto Nacional de Salud, el Instituto Médico Howard Hughes, el Consejo Europeo de Investigación, Cancer Research UK, Wellcome Trust ayudaron a respaldar este trabajo.
Otros autores incluyeron: Jie Xu, Fan Song, Yanli Wang, Lijun Zhang, Hongbo Yang, Tingting Liu, Sriranga Iyyanki, Lin An, James R. Broach y Ross C. Hardison de la Universidad Estatal de Pensilvania; Vishnu Dileep, Takayo Sasaki,Juan Carlos Rivera-Mulia y David M. Gilbert de la Universidad Estatal de Florida; Ye Zhan, Hakan Ozadam, Bryan R. Lajoie y Job Dekker de la Universidad de Massachusetts; Victoria T. Le de Salk; Galip Gürkan Yardimci y William Stafford Noble de la Universidad deWashington; Abhijit Chakraborty y Ferhat Ay del Instituto La Jolla de Alergia e Inmunología; Darrin V. Bann y Christopher Pool del Centro Médico Milton S. Hershey; Royden Clark de la Facultad de Medicina de Penn State; Rajinder Kaul, Michael Buckley, Kristen Lee, MorganDiegel y John A. Stamatoyannopoulos del Instituto Altius de Ciencias Biomédicas; Dubravka Pezic y Suzana Hadjur del University College London; y Christina Ernst y Duncan T. Odom de la Universidad de Cambridge.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Salk . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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