Sabado, 01 de abril de 2023

I+D30 de enero, 2023

Un grupo de científicos identifica una de las causas de la agresividad del cáncer de hígado: una ‘grapa molecular’ que ayuda a reparar el DNA roto

Técnica de nanotecnología para el cáncer de hígado del CNIO Investigación sobre el DNA en cáncer.

Han empleado ‘pinzas magnéticas’, una técnica nanotecnológica que mide cuánto se estira una única molécula de DNA

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Los mecanismos de corrección de errores son vitales para las células, porque en su actividad constantemente hay fallos de funcionamiento. Pero cuando se trata de matar células cancerosas lo que interesa es precisamente provocar errores. La radioterapia y la quimioterapia los provocan rompiendo el DNA de las células. No obstante, siempre existen células tumorales que disponen de una maquinaria de reparación del DNA excepcionalmente eficaz, y esto les permite escapar al tratamiento contra el cáncer.

Un grupo de investigadores constituido por  Óscar Llorca, del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO),  Fernando Moreno-Herrero, del Centro Nacional de Biotecnología (CNB), y Puri Fortes, del CIMA-Universidad de Navarra, desvelan ahora en un cómo funciona uno de estos sistemas excepcionales de reparación: una grapa molecular que una novedosa técnica nanotecnológica muestra por primera vez en acción. El trabajo se ha publicado en Cell Reports.

Cáncer de hígado más común 

El equipo de Puri Fortes descubrió hace unos años que aproximadamente la mitad de los pacientes de carcinoma hepatocelular (el cáncer de hígado más común) producen una molécula de RNA, llamada Nihcole, que está sobre todo en los tumores más agresivos y se asocia con un mal pronóstico. Fortes, Llorca y Moreno-Herrero concluyeron que Nihcole ayuda a reparar muy eficazmente el DNA roto, y por eso la radioterapia es menos efectiva en aquellos tumores en que está presente. Eliminando Nihcole, las células cancerígenas tratadas con radioterapia mueren más fácilmente.

El equipo descubrió hace unos años que aproximadamente la mitad de los pacientes de carcinoma hepatocelular producen una molécula de RNA, llamada Nihcole, que está sobre todo en los tumores más agresivos y se asocia con un mal pronóstico.

Pero los investigadores no conocían el mecanismo molecular por el que Nihcole facilita la reparación de roturas en el DNA. El trabajo ahora publicado en Cell Reports explica que Nihcole forma un puente que une los fragmentos del DNA: “Interactúa simultáneamente con proteínas que reconocen los dos extremos de un DNA fragmentado, como si los grapara”, explican Llorca y Moreno-Herrero.

Comprender este mecanismo puede ayudar a diseñar estrategias para combatir el cáncer de hígado de peor pronóstico. “El uso de fármacos inhibidores de Nihcole puede representar una terapia novedosa para el cáncer de hígado más frecuente”, indican estos científicos.

“El uso de fármacos inhibidores de Nihcole puede representar una terapia novedosa para el cáncer de hígado más frecuente”.

Nanopinzas magnéticas 

Para entender cómo actúa esta molécula el grupo de Fernando Moreno-Herrero ha usado pinzas magnéticas, una técnica de nanotecnología que hace posible estudiar las características físicas de las moléculas por separado.

Los investigadores han usado pinzas magnéticas, una técnica de nanotecnología que hace posible estudiar las características físicas de las moléculas por separado.

Los investigadores han diseñado una molécula de DNA que mimetiza un DNA roto, y que permite detectar la unión entre los dos extremos fragmentados. Primero pegan a uno de los extremos del DNA una bolita magnética minúscula, de milésimas de milímetro; después, con pinzas magnéticas, tiran de ese extremo. La longitud del DNA estirado informa de si se trata de un DNA reconstituido, en el que los extremos rotos del DNA se han pegado, o si por el contrario sigue habiendo fractura.

Nihcole “confiere ventajas a las células tumorales ayudándolas en la reparación de roturas en el DNA".

Para los autores del trabajo, estos datos muestran que Nihcole “confiere ventajas a las células tumorales ayudándolas en la reparación de roturas en el DNA, sosteniendo la proliferación maligna de las células cancerosas a pesar de la acumulación de daños en el DNA que resulta del estrés que produce la propia división celular”.

 Un ‘DNA basura’ que ya no lo es

La molécula analizada no es una proteína sintetizada por un gen, sino una molécula de RNA. Forma parte de lo que se produce a partir de lo que hace dos décadas, cuando se secuenció el genoma humano, los biólogos llamaban DNA basura. Creían, erróneamente, que este DNA no servía para nada.

“Uno de los dogmas centrales de la biología es que la información contenida en cada gen, en el DNA, se traduce a proteínas. Así que los científicos se quedaron atónitos cuando descubrieron que sólo el 2% de nuestro DNA contenía genes; ¿para qué servía el resto de nuestro genoma? Es impensable que el 98% del genoma sea DNA basura, inútil. En la última década se ha demostrado que parte de este genoma oscuro produce moléculas de RNA muy largas, algunas con una función prevalente en cáncer”, aclara Llorca.

“Esto permitiría desarrollar fármacos que bloqueen o distorsionen esta estructura, y así mejorar la eficacia de la radio o la quimioterapia en pacientes con cáncer”.

Se trata de una de estas moléculas de RNA largas, cuya existencia y funciones se conocen hace tan poco que aún maravilla a los biólogos. Sorprende también que basta un pequeño trozo de la misma para ejercer el efecto de grapa molecular.

“Esto permitiría desarrollar fármacos que bloqueen o distorsionen esta estructura, y así mejorar la eficacia de la radio o la quimioterapia en pacientes con cáncer”, afirman los autores del trabajo.




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