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Investigadores de OHSU crean un atlas integral de mutaciones genéticas en seres humanos

Con cientos de donantes de tejido, se trata de la guía más completa jamás creada; podría propiciar mejores diagnósticos, tratamientos de enfermedades asociadas a la “mala suerte y los malos hábitos”
La revista Science publicó el atlas más completo de mutaciones genéticas en tejido humano sano jamás creado. Su autor sénior, Don Conrad, Ph.D., de OHSU, dice que la nueva base de datos podría mejorar la capacidad de diagnosticar y posiblemente tratar trastornos adquiridos por “mala suerte” o “malos hábitos." (Getty Images)
La revista Science publicó el atlas más completo de mutaciones genéticas en tejido humano sano jamás creado. Su autor sénior, Don Conrad, Ph.D., de OHSU, dice que la nueva base de datos podría mejorar la capacidad de diagnosticar y posiblemente tratar trastornos adquiridos por “mala suerte” o “malos hábitos." (Getty Images)

Un grupo de investigadores ha creado el atlas más grande de mutaciones genómicas después de la fertilización en tejido sano de seres humanos jamás creado. Se trata de un avance para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades genéticas. Es el más grande jamás creado en términos de la cantidad combinada de tejidos y la cantidad de donantes cuyas muestras se analizaron.

El estudio, encabezado por investigadores de Oregon Health & Science University, fue publicado hoy en la revista Science.

El desarrollo marca el camino para poder entender las bases genéticas asociadas al cáncer, así como innumerables condiciones causadas por el funcionamiento celular defectuoso, incluido el envejecimiento. El atlas podría resultar útil para diagnosticar afecciones y quizá también para revertir mutaciones genéticas que causan enfermedades.

Don Conrad, Ph.D. (OHSU)
Don Conrad, Ph.D. (OHSU)

“Si uno habla de cambios genéticos que son la base de una enfermedad, hoy hay una enorme cantidad de tecnologías que nos permiten hacer cambios en el genoma”, dijo el autor sénior, Don Conrad, Ph.D., profesor adjunto y jefe de la división de Genética de Oregon National Primate Research Center en OHSU. “Podría ser posible cambiar esas mutaciones adquiridas por mala suerte o malos hábitos, y revertirlas a su estado original”.

Una ventana hacia las mutaciones celulares

Los investigadores generaron el atlas usando 54 tipos de tejido y células obtenidos post mórtem de 948 personas que donaron sus cuerpos para el Genotype-Tissue Expression Program de los Institutos Nacionales de Salud.

El inicio de todos es a partir de una misma célula al momento de la concepción, y llevamos un plan de ADN en el núcleo de esa primera célula fertilizada. A partir de esas instrucciones de ADN originales, la célula se divide y replica en una gran cantidad de grupos de células para formar diferentes tejidos que desempeñan funciones específicas en el organismo. En cualquier momento dado, la persona promedio tiene unos 30 billones de células; en el curso de su vida, esa misma persona produce miles de billones de células.

A lo largo del tiempo, una célula individual sufre daños una y otra vez. En algunos casos, las células se reparan a sí mismas miles de veces al día.

“Cada tanto, la célula comete un error durante la reparación de su ADN, o se pierde una, y ese cambio se propaga”, explica Conrad. “Nuestro trabajo es como una ventana que nos permite observar en qué medida se producen esos cambios en los diferentes órganos y tejidos, y durante diferentes períodos de nuestras vidas”.

Esta situación, conocida como mosaicismo somático, es el resultado de la mutación de las células con respecto al plano de su ADN original.

Creación del atlas

Hasta hoy, las investigaciones genéticas de mutaciones posteriores a la fertilización solían llevarse adelante a través de biopsias de tejido canceroso, como melanomas de la piel o tumores pulmonares, o en tejidos de fácil acceso como la sangre.

El nuevo atlas abre un campo de investigación de las mutaciones que se producen a lo largo de una vida.

Nicole Rockweiler, Ph.D. (OHSU)
Nicole Rockweiler, Ph.D. (OHSU)

“Pasar de una célula a un niño es un proceso extraordinario”, comenta la autora principal Nicole Rockweiler, Ph.D., quien formó parte del laboratorio de Conrad en OHSU y Washington University en St. Louis y hoy es directora adjunta del programa posdoctoral en el Broad Institute of Massachusetts Institute of Technology y Harvard University. “Si agregamos capas de mutaciones que se producen en un momento tan importante de nuestras vidas, es fascinante que podamos salir bastante bien al final de nuestra gestación”.

Para generar el atlas nuevo, los investigadores desarrollaron un método informático con secuenciación de ARN en tandas para caracterizar las mutaciones en un enorme catálogo de muestras de tejido de todo el cuerpo. Pudieron rastrear el punto en el que se producían las mutaciones mapeándolo con un “árbol del desarrollo” que los indexa para todos los tejidos y entre muchas personas. Descubrieron que había muchas mutaciones que se producían de manera sistemática y en buena medida predecible a medida que las personas envejecían, aunque casi el 10% de las mutaciones parecían resultado de algo intrínseco a una persona, ya fueran sus genes o su medioambiente.

Descubrieron que las mutaciones más detectables se producían en las etapas más avanzadas de la vida, aunque muchas ocurrían antes del nacimiento.

“Aprendimos que algunos tejidos, como los del esófago y el hígado, adquieren muchas mutaciones, mientras que los tejidos como los del cerebro adquieren menos”, escribe Rockweiler en una publicación en el sitio web de Conrad Lab donde describe el estudio. “Para nosotros esto tenía sentido, porque el esófago y el hígado están expuestos a muchas toxinas ambientales; aquí las células deben transmitir un mensaje en un entorno con ruido. También tiene sentido que la cantidad de mutaciones sea menor en el cerebro, porque el cerebro está principalmente compuesto por células que no se replican”.

Este estudio tuvo el apoyo financiero de los Institutos Nacionales de Salud a través de las subvenciones R01MH101810, R01HG007178 y R01HD078641; del National Human Genome Research Institute a través de la subvención T32HG000045 y del Medical Research Council a través de las subvenciones MR/M004422/1 y MR/R023131/1.

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