Investigadores están desarrollando una nueva herramienta para las biopsias líquidas, la cual puede detectar biomarcadores del ARN a partir de células cancerosas en la sangre de un paciente, de manera mucho más precisa y completa que otros métodos existentes.
Esto podría darles a los doctores muy pronto una imagen completa de la enfermedad de un individuo, mejorando las probabilidades de hallar el mejor tratamiento, reduciendo el dolor de los pacientes, los inconvenientes y los largos tiempos de espera relacionados con las biopsias quirúrgicas.
Científicos están desarrollando un conjunto de pruebas médicas llamadas biopsias líquidas, las cuales pueden detectar rápidamente la presencia de cáncer, enfermedades infecciosas y otros padecimientos, a partir de una pequeña muestra de sangre. Investigadores de la Universidad de Texas en Austin están desarrollando una nueva herramienta para las biopsias líquidas, la cual podría darles a los doctores muy pronto una imagen completa de la enfermedad de un individuo, mejorando las probabilidades de hallar el mejor tratamiento, reduciendo el dolor de los pacientes, los inconvenientes y los largos tiempos de espera relacionados con las biopsias quirúrgicas
El estudio detrás de una enzima clave para detectar el cáncer
Alan Lambowitz, profesor del Instituto de Biología Celular y Molecular del Departamento de Biociencias Moleculares, y su equipo, están estudiando una enzima antigua en las bacterias, que puede ser utilizada para detectar porciones de material genético despedidas por las células del cáncer y otras enfermedades hacia el torrente sanguíneo de los pacientes.
Muchas biopsias líquidas actuales pueden detectar el ADN en la sangre; otras pueden detectar el ARN, aunque por lo general no son capaces de identificar muchos biomarcadores clave del ARN además de malinterpretar otros.
Sin embargo, esta enzima antigua, descrita en una investigación publicada hoy en la revista científica Molecular Cell, detecta la gama completa de ARNs con una precisión mucho mayor, lo cual es útil para comprender tanto el perfil general de una enfermedad como el cáncer, como la información específica sobre su actividad en un paciente particular. Este método mejorado podría darles a los doctores una herramienta clave para alcanzar el sueño de la medicina de precisión, o tratamientos personalizados para los individuos con base en su genética e historias de vida, así como los aspectos únicos de sus enfermedades.
En este nuevo estudio, la investigadora de posdoctorado Jennifer Stamos, descubrió por primera vez la estructura molecular de esta enzima detectora de ARN, lo que revela ciertas pistas sobre cómo funciona y cómo puede ser mejorada para ser usada en pruebas médicas.
El ADN, el ARN y el cáncer
Tanto el ADN como el ARN poseen información genética útil para entender el estado de una enfermedad como el cáncer. El ADN es como un menú de un restaurante, el cual contiene toda la información sobre las comidas que un cliente puede elegir en un día determinado, mientras que el ARN es como el pedido del cliente –el número y tipo específico de comidas que ha pedido finalmente.
“Los biomarcadores de ADN son estáticos. Proporcionan información sobre las mutaciones que causan una enfermedad pero no proporcionan información sobre el efecto de esta mutaciones en los procesos celulares, lo cual puede diferir en diferentes individuos,” dijo Lambowitz. Es una razón por la cual una mutación que causa cáncer puede tener diferentes efectos y responder de manera distinta al tratamiento, dependiendo del individuo, una consideración clave para la medicina personalizada.
En contraste, “dar seguimiento a los ARNs celulares proporciona una imagen de lo que ocurre exactamente en el tejido enfermo, como un tumor, en un momento determinado,” dijo Lambowitz. “El método puede ser usado para dar seguimiento a la progresión de la enfermedad y la respuesta al tratamiento, y predecir cómo responderán a diferentes tratamientos diferentes individuos con el mismo tipo de cáncer.”
El futuro de las biopsias líquidas
Lambowitz prevé una biopsia líquida que, en combinación con otras herramientas, les proporcione a los profesionales de la salud toda esta información.
El grupo de enzimas que él estudia y que cree que pueden ayudar, se llaman TGIRTs (se pronuncian TI-guirts), una abreviatura de transcriptasas inversas de intrones de grupo II termoestables. Las TGIRTs encuentran filamentos de ARN y crean filamentos complementarios de ADN que codifican la misma información y pueden ser rápidamente secuenciados para proporcionar información de diagnóstico. Debido a que son capaces de hacer con precisión copias de ADN de casi cualquier tipo de ARN, a partir de cantidades muy pequeñas de material inicial, estas harían un mejor trabajo atrapando biomarcadores para enfermedades que cualquier cosa actualmente disponible en las biopsias líquidas basadas en el ARN, de acuerdo con Lambowitz.
Lambowitz y su equipo están colaborando con clínicos para probar las biopsias líquidas basadas en esta enzima TGIRT. Una prueba, en el Centro para el Cáncer MD Anderson de la Universidad de Texas en Houston, se centra en el cáncer de mama inflamatorio. Otra, en el Centro Médico Nacional de City of Hope cerca de Los Ángeles, se centra en el mieloma múltiple, una forma de cáncer que afecta a las células de la médula ósea. Si resultan exitosas, estas nuevas biopsias líquidas se agregarían a otras técnicas de biopsia líquida actualmente en uso, como la que detecta en la sangre de madres embarazadas anormalidades en los cromosomas de un feto en desarrollo.
Los TGIRTs son enzimas antiguas que datan de una época cuando la información genética era almacenada principalmente en el ARN, pero la vida estaba realizando la transición al ADN.
Otro de los hallazgos importantes del estudio fue que las enzimas TGIRT son extremadamente similares a las enzimas de los virus de ARN, los cuales copian el ARN. Esto subraya el papel evolutivo potencial de los TGIRTs y otras enzimas íntimamente relacionadas con la evolución de los organismos actuales, los cuales utilizan al ADN como material genético.
El otro coautor del estudio es Alfred Lentzsch, estudiante de posgrado en biociencias moleculares.
Este trabajo fue auspiciado por los National Institutes of Health y la Fundación Welch
Las enzimas TGIRT y los métodos para su uso están sujetos a patentes y solicitudes de patentes que han sido otorgadas por la Universidad de Texas y la Universidad East Tennessee State a la compañía de Texas, InGex LLC. Lambowitz y la universidad tienen una participación minoritaria en InGex, y la universidad, Lambowitz y algunos de los miembros y ex miembros de su laboratorio reciben regalías de la venta de las enzimas TGIRT y los kits, y de los derechos de propiedad intelectual.
Fuente: sciencedaily.com
Link: https://www.sciencedaily.com/releases/2017/11/171116132751.htm
Fecha: 16 de noviembre de 2017
Fuente: Universidad de Texas en Austin
Fuente original de la historia:
Materiales proporcionados por la Universidad de Texas en Austin. Nota: el contenido podría haber sido editado en estilo y extensión.
Referencia de la publicación:
Jennifer L. Stamos, Alfred M. Lentzsch, Alan M. Lambowitz. Structure of a Thermostable Group II Intron Reverse Transcriptase with Template-Primer and Its Functional and Evolutionary Implications. Molecular Cell, 2017; DOI: 10.1016/j.molcel.2017.10.024
Nota: Instituto Nutrigenómica no se hace responsable de las opiniones expresadas en el presente artículo.
