Sobre el ADN y el cáncer

 Sobre el ADN y el cáncer

En abril-junio del año 2010 quien escribe trabajando en el Laboratorio de Patología Molecular en Maracaibo, con Julia Molina, con Asmiria Arenas de la Universidad de Los Andes, en Mérida, y con Eduardo Blasco Olaetxea del Instituto Canario de Investigación sobre el cáncer, en Fuerteventura, Islas Canarias, publicaríamos una investigación en la revista de la UCV “Vitae Academia Biomédica digital”, con el título de “Hibridación Genómica Comparada: Una revisión de los estudios sobre las alteraciones cromosómicas en la neoplasia intraepitelial y el carcinoma cervical durante la infección con el VPH ¹. En julio-septiembre del año 2013 volveríamos a publicar en Vitae sobre esta técnica aplicada al cáncer del canal anal ² …

Estábamos en conocimiento de que estudios con micromatrices de ADN habían servido para precisar la localización de diferentes genes con alteraciones en el cáncer del cuello uterino, y utilizamos sondas centroméricas para los cromosomas 3, 17 y 18 demostrando alteraciones en las muestras de neoplasia intraepitelial cervical (NIC2-y-NIC3) con poliploidía en el cromosoma 3. (Ver imagen normal donde destacan los dos cromosomas marcados en cada una de las células).

Estos hallazgos coincidían con cambios cromosómicos tempranos previamente descritos por otros investigadores y destábacamos la utilización de la técnica de Hibridación Genómica Comparada para detectar en los cromosomas algunos genes importantes asociados al proceso de malignización en el carcinoma del cuello uterino.

Los doctores Elizabeth Hinde, Jieqiong Lou, Ashleigh Solano  y Alex Hopper, son profesores de la Universidad de Melbourne, en Australia y recientemente hablando sobre el genoma humano explicarían como es que, más allá de ser un código lineal, el genoma humano es una cambiante huella digital, destacando la importancia de la florescencia para detectar alteraciones tempranas en los cromosomas. La revisión de estos tópicos de una manera sencilla, espero sean de interés a los lectores del blog.

Dentro del núcleo de cada célula hay una cinta o rollo que mide aproximadamente dos metros de largo; este rollo es el ácido desoxirribonucleico (ADN) que se encuentra desdoblado en una estructura tridimensional reconocida como la cromatina. Ese rollo tridimensional de ADN, es  el genoma humano que tan solo  representa un 2% del núcleo y está formada por las secuencias de los genes que habrán de codificar las proteínas para permitir la vida, el crecimiento y la reproducción del ser humano. Ese ADN se enrolla con histonas y nucleosomas de manera compacta para verse como la red de fibras de cromatina que apretada cabe en un núcleo celular.

¿Qué pasa con el 98% restante de la cromatina? Esa gran parte se denomina ADN no codificable y no parece intervenir en las decisiones cruciales dependientes del genoma humano; está involucrado en la dinámica de los re arreglos estructurales del ADN y de las numerosas proteínas que se formarán de acuerdo con la codificación genética de ellas.  Si recordamos que el ADN está formado por una serie de moléculas a las que se les ha designado con las letras A,C,G y T, una parte de su secuencia puede leerse de esta manera: ATCGGTGACTATCG. Dentro de los billones de letras en este código, es posible “leer” los códigos de cada gen y saber cuáles son los proteínas que se van a formar.

Es muy difícil ver con precisión algo que sucede en áreas que son tan diminutas, por lo que se ha planteado observarlas magnificando su tamaño hasta los límites que nos permita la óptica. Hay un límite que se puede alcanzar con la luz y ha revolucionado la biología y el conocimiento que tenemos sobre las células utilizando la microscopía electrónica y el fenómeno conocido como la difracción.

Normalmente un lente objetivo de un microscopio permitirá ver como un punto borroso, algo que exceda los 250 nanómetros. La luz viaja en ondas y por ello no puede converger en un punto preciso y detallado más allá de lo que la longitud de onda para la luz verde nos ofrece (que son los 250nm), razón por la que hasta allí veremos y eso no alcanza para detectar las contorsiones desdobladas del ADN. Esta nanoescala es crítica para la observación que se pierde en ese mar de proteinas que denominamos histonas y donde flotan en el 98% de las nucleoproteínas mezcladas con la cinta enrollada del genoma humano.

Cuando miramos el núcleo con el microscopio electrónico, reemplazamos el bombillo de luz por un filamento calentado emisor de electrones y es evidente que requeriremos de métodos para que el tejido pueda ser examinado (fijación, deshidratación, y preservación de la estructura celular) sin que su estructura espacial se modifique. Lo que se plantea aquí es cómo podemos usando la difracción regresar al microscopio óptico para poder examinar la composición del nuclosoma y penetrar en aquellos puntos borrosos aprovechando los pixeles dentro de los límites que la difracción nos lo permita para lograr imágenes que nos acerquen más a la estructura de la célula viva. El secreto de esta opción tiene un nombre: fluorescencia.

La fluorescencia es un fenómeno donde una molécula denominada fluorophora absorbe la luz y es capaz entonces de emitirla con una longitud de onda mayor. En un ejemplo diríamos que un fluorophora que absorbió luz azul emite luz verde o en uno que absorbió luz verde, es capaz de emitir luz roja.  De manera que si “pintamos” nuestro AND con diferentes fluorosphoros y lo observamos con un microscopio que detecte la fluorescencia podremos ver detalles que van más allá de lo que la longitud de onda de la luz natural nos permitía y tendremos una lectura de la arquitectura del genoma escapando a la obligada regla de los 250 nm.

Esta técnica nos ofrecerá la posibilidad de acceder a mayor información sobre la arquitectura del genoma humano y comprender mejor la dinámica de la cinta de ADN en nuestros núcleos. La Hibridación Genómica Comparativa, a menudo abreviada como CGH, por sus siglas en inglés, es utilizada en biología molecular para detectar alteraciones de número de copias en el ADN. El método fue desarrollado en 1992 como una forma de análisis molecular aplicada a tumores fue utilizado por nosotros en 2010 y en 2013 en las publicaciones señaladas en la revista VITAE. 

Por lo general, los tumores presentan ciertas alteraciones genéticas típicas de las células neoplásicas, que varían dependiendo del tipo de cáncer. La hibridación genómica comparativa nos permitió detectar estas alteraciones cromosómicas en el cáncer cervical y posteriormente en 2013 las demostramos en el cáncer del canal anal (Vitae:Julio-septiembre, 2013)². Las imágenes que se muestran con HGC en las 2 fotografías adicionales son trisomías y poliploidía cromosómica, y corresponden a casos de cáncer del canal anal (2013).

Referencias:

1- Molina Barrios J, Arenas A, Blasco Olaetxea E, García Tamayo J. Hibridación Genómica Comparada: Una revisión de los estudios sobre las alteraciones cromosómicas en la neoplasia intraepitelial y el carcinoma cervical durante la infección con el VPH. Vitae Academia Biomédica Digital. Abril-Junio, año 2010.  

2-Molina Barrios J, Rincón Fernández A, Salvatierra ME, Hamana J, Arenas A, Blasco Olaetxea E, García Tamayo J Alteraciones cromosómicas e infección por el VPH en cáncer del canal anal. Vitae Academia Biomédica Digital. Julio-septiembre, 2013.

Maracaibo, jueves 23 de diciembre del año 2021