Crean un archivo sin precedentes de las cicatrices del ADN humano

24 años después del descubrimiento del genoma humano, un equipo de científicos del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) ha presentado una colección de datos igualmente útil e innovadora: el reparoma. En este caso no se han afanado en catalogar todos los genes de un ser humano, sino todas las cicatrices que quedan cuando estos genes se inactivan y el ADN se daña por algún motivo. 

Es un hallazgo sin precedentes, que puede tener multitud de aplicaciones, desde la búsqueda de tratamientos para el cáncer personalizados hasta la mejora de las técnicas de edición genética actuales. Por eso, desde hoy el reparoma forma parte de una web accesible para cualquier científico que la necesite.

¿Pero qué es exactamente este reparoma? ¿Qué tiene que ver con el genoma humano? ¿Cómo han conseguido llegar hasta él estos científicos del CNIO? Vamos a contestar poco a poco cada una de estas preguntas.

La importancia de saber leer las cicatrices

Nuestro ADN está  expuesto continuamente a todo tipo de daños. Desde las radiaciones solares hasta el tabaco, pasando por la contaminación ambiental, el alcohol o los rayos X, son muchos los agentes dañinos para nuestro material genético a los que nos exponemos.

Afortunadamente, nuestras células cuentan con mecanismos que reparan esos daños. En la mayoría de casos, no se llega a males mayores, pero siempre queda una cicatriz, como cuando se pegan los pedazos de un jarrón roto o se cierra la herida de una operación. 

Esas cicatrices dependen de muchísimos factores, pero sobre todo de dos: el origen del daño en el ADN y el método de reparación. Como señalan en un comunicado los descubridores del reparoma, igual que podemos saber si una cicatriz procede de una herida punzante o una quemadura, deberíamos poder conocer el origen de una cicatriz en el ADN. Y de la misma manera que podemos saber si una herida se cerró sola o con ayuda de puntos, deberíamos saber los mecanismos de reparación de ADN que se emplearon. Esto y mucho más puede saberse gracias al reparoma. 

¿Qué tiene que ver todo esto con el genoma humano?

Los daños en el ADN a menudo interrumpen el buen funcionamiento de ciertos genes. Las cicatrices que se forman dependen en gran medida de esto. Por eso, estos científicos realizaron un experimento con tantas células como genes hay en el genoma humano.

En cada una de ellas inactivaron un gen distinto y, además, provocaron roturas en el ADN por medio de CRISPR. Esta es una herramienta que se utiliza en edición genética y que actúa de un modo parecido a como lo hacen unas tijeras. Corta las cadenas de ADN justo en el lugar indicado. Así, pueden eliminarse fragmentos indeseados o, de ser necesario, introducir nuevos genes. En este caso, no se buscaba nada de eso. Solo interesaba el corte, pues imitaba hasta cierto punto las roturas en el ADN por algunos de los agentes comentados anteriormente.

Al cortar el ADN con una inactivación de un solo gen en cada célula se pudo ver cómo iban variando las huellas mutacionales, a las que denominan coloquialmente como cicatrices. Tenían una representación de los patrones de cicatrices que se pueden producir al dañar fragmentos de ADN en todo el genoma humano.

¿Para qué sirve conocer el reparoma?

Todas esas células se han estudiado simultáneamente, por lo que se ha obtenido una gran cantidad de datos, analizada gracias a los avances en herramientas computacionales de los que disponen en el CNIO.

Con toda esta información se pueden discernir los patrones cicatriciales de prácticamente todos los escenarios posibles de roturas en el ADN. Y esto es útil por muchos motivos.

Para empezar, conocer el patrón exacto de roturas en el ADN de un paciente de cáncer puede ayudar a entender mejor su origen y pautar un tratamiento personalizado. Al fin y al cabo, aunque las reparaciones del ADN en principio previenen el cáncer, cuando estás se van acumulando nos pueden dar pistas de lo que condujo a que realmente apareciese un tumor. Además, los propios tratamientos del cáncer se basan en roturas en el ADN delas células tumorales. El problema es que estas aprenden a reparar dichos daños, volviéndose resistentes a los tratamientos. Entender cómo se reparan los daños en cada caso puede ayudar a evitar las resistencias a los tratamientos contra el cáncer.

Finalmente, dado que el reparoma nos ayuda a prever cómo reaccionan las células ante las roturas en distintas secciones del ADN, se podrían mejorar mucho las técnicas de edición genética basadas en CRISPR. A veces, cuando se corta el ADN para generar ciertas modificaciones, se producen otros efectos inesperados. Con el conocimiento del reparoma podrían ser cada vez menos inesperados.

Todo esto del reparoma ya ha dado sus frutos

Aunque el hallazgo del reparoma se ha anunciado hoy, estos científicos llevan ya bastante tiempo probando los efectos de conocerlo. Así, han hecho algunos descubrimientos interesantes. Por ejemplo, han descubierto un patrón de mutaciones asociado al cáncer de riñón, así como un patrón relacionado con condiciones de baja oxigenación (hipoxia) en otros tumores. Todo esto podría sentar las bases para nuevos tratamientos oncológicos en un futuro. El hallazgo del genoma humano fue un hito histórico, desde luego, pero el del reparoma podría marcar también un antes y un después en la historia de la ciencia.