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Revelan vínculos entre enfermedades y los circuitos reguladores del genoma

Este descubrimiento –publicado en Science- supone un gran cambio de paradigma para entender las causas genéticas de una enfermedad y abre nuevos caminos para el desarrollo de diagnósticos y tratamientos

Investigadores de la Universidad de Washington (UW,  EE.UU) han determinado que la mayoría de las alteraciones genéticas asociadas con más de 400 enfermedades comunes afectan a los circuitos reguladores del genoma, regiones del ADN que contienen las instrucciones sobre cuándo y dónde se activan e inhiben los genes.

Este descubrimiento –publicado en la revista Science– supone un gran cambio de paradigma para entender las causas genéticas de una enfermedad y abre nuevos caminos para el desarrollo de diagnósticos y tratamientos.

John A. Stamatoyannopoulos, profesor asociado de ciencia genómica y medicina en la UW y autor del trabajo, explica que los genes ocupan únicamente una minúscula parte del genoma y la mayoría de los esfuerzos para establecer el mapa de las causas genéticas de una enfermedad se han visto frustrados por signos que apuntaban fuera de los genes, pero ahora se sabe que estas señales apuntaban hacia el ‘sistema operativo’ del genoma, cuyas instrucciones están ocultas en millones de lugares en el genoma.

En el trabajo de investigación, se examinaron 349 muestras de células y de tejido, incluyendo las de todos los órganos principales, así como 233 muestras de tejido perteneciente a las diferentes fases del desarrollo humano temprano.  Los investigadores descubrieron casi 4 millones de regiones reguladoras distintas, aunque únicamente alrededor de 200 mil se encontraban activas en algún tipo específico de célula.

Con el objetivo de conectarlas con enfermedades, los investigadores analizaron las variantes genéticas que se habían asociado con las enfermedades a través de estudios de “asociación del genoma completo”, en los que se compara la información genética de personas con o sin una enfermedad o un rasgo determinado.

La comparación de estos datos con los mapas de ADN regulador reveló que el 76 por ciento de las variantes asociadas a una enfermedad, en regiones no génicas, están localizadas en el interior o están muy relacionadas con el ADN regulador, lo que sugiere que muchas enfermedades son consecuencia de cambios en cuándo, dónde, y cómo los genes son modificados, más que en cambios en el propio gen.

Asimismo, el 88 por ciento de las regiones reguladoras que contenían variantes del ADN asociadas a enfermedades se encontraban activas en el desarrollo temprano del feto humano. Muchas de estas variantes están asociadas con enfermedades comunes en adultos, por lo que estos resultados indican que los factores que influyen en el circuito regulador del genoma durante su desarrollo temprano pueden afectar al riesgo de desarrollar determinadas enfermedades en una época posterior de la vida.

Códigos cortos de ADN

Otro de los hallazgos de esta investigación apunta a que los cambios de ADN asociados con determinadas enfermedades tienden a producirse en los códigos cortos de ADN reconocidos por las proteínas reguladoras implicadas en procesos fisiológicos, relacionados con la enfermedad o con los órganos o células afectados por esta.

Por ejemplo, las variantes de ADN asociadas con la diabetes tienden a darse en los códigos reconocidos por proteínas reguladoras que controlan varios aspectos del metabolismo glucídico y la secreción de insulina.

El estudio también reveló un gran número de conexiones adicionales entre variantes genéticas y enfermedades que se encontraban ocultas en los datos existentes de estudios de asociación del genoma completo.

Muchas enfermedades que no parecen estar relacionadas comparten un circuito regulador común, incluidas las enfermedades que afectan al sistema inmunológico, diferentes tipos de cáncer y un gran número de alteraciones neuropsiquiátricas.

Otro hallazgo fue que estos mapas de circuitos reguladores podrían utilizarse para detectar tipos de células que intervienen en enfermedades específicas sin que resulte necesario contar con un conocimiento previo sobre cómo funciona esta enfermedad.

Los investigadores concluyeron que  la aplicación de este enfoque de forma sistemática facilitará que los científicos identifiquen tipos de células de las que anteriormente se desconocía que participaban en una enfermedad determinada, lo que aumentará el conocimiento del proceso de la enfermedad y probablemente posibilitará nuevas terapias.

Bitácora Médica

Fuente: Servicio de Información y Noticias Científicas

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