Un grupo de investigadores de la Universidad de Ciencias y Salud de Oregón (Ohsu) ha creado el mayor atlas de mutaciones genéticas en tejido humano sano. Con cientos de donantes, la guía es la más completa jamás creada y podría conducir a un mejor diagnóstico y tratamiento de enfermedades asociadas con la ‘mala suerte’ o los ‘malos hábitos’, destacan los autores. Los resultados del trabajo se publican en Ciencia.
Perspectivas futuras
El atlas es el más grande hasta ahora, en términos de número combinado de tejidos y número de donantes muestreados, y señala el camino hacia comprensión de la base genética de las enfermedades asociadas al cáncer e innumerables condiciones relacionadas con el mal funcionamiento celular, incluido el envejecimiento. Podría ser potencialmente útil para revertir las mutaciones genéticas que causan enfermedades, dicen los expertos. Y, hablando de los cambios genéticos que subyacen a la enfermedad, «ahora existe una amplia variedad de tecnologías que nos permiten realizar cambios en el genoma», señala el autor principal Don Conrad, profesor asociado de la Facultad de Medicina de Ohsu. «Puede ser posible cambiar esas mutaciones que adquirimos por mala suerte o malos hábitos y devolverlas a como eran antes».
Expresión Genotipo-Tejido
Los investigadores generaron el atlas utilizando 54 tipos de tejidos y células, todos catalogados después de la muerte de 948 personas que donaron sus cuerpos a la ciencia para el programa de Expresión Genotipo-Tejido de los Institutos Nacionales de Salud (NIH). Cada persona, observan los expertos, comienza como una sola célula en el momento de la concepción, llevando un modelo de ADN dentro del núcleo de esa primera célula fertilizada. Usando esas instrucciones originales del ADN, la célula se divide y se replica en vastos grupos de células que forman distintos tejidos que realizan funciones únicas en el cuerpo. En cualquier momento, una persona está formada por aproximadamente 30 billones de células y, a lo largo de su vida, esa misma persona produce cuatrillones de células.
El “mosaico somático”
Con el tiempo, una sola célula se daña repetidamente. En algunos casos, se repara solo miles de veces al día. Y «de vez en cuando comete un error al reparar el ADN, o algo se pierde y este cambio se propaga», explica Conrad. «Nuestro trabajo nos da una ventana a la medida en que estos cambios ocurren en diferentes órganos y tejidos y durante diferentes períodos de nuestras vidas». Esta situación se conoce como «mosaicismo somático» y es el resultado de la mutación de las células del modelo de ADN original. Hasta ahora, la investigación genética que investiga las mutaciones que ocurren después del cigoto, o después de la fertilización, generalmente se ha realizado en biopsias de tejido canceroso, como melanomas de piel y cánceres de pulmón, o en tejido fácilmente accesible, como la sangre.
A lo largo de la vida
El nuevo atlas, por su parte, abre un campo de investigación sobre las mutaciones que se producen a lo largo de la vida. «Pasar de una sola célula a un bebé es un proceso extraordinario», dice la autora principal Nicole Rockweiler, ahora profesora asistente en el Instituto Broad del Instituto de Tecnología de Massachusetts y la Universidad de Harvard. “Cuando sumas capas de mutaciones que ocurren en una parte tan importante de nuestras vidas, es increíble que podamos salir bastante bien al final de la gestación”, reflexiona. Para generar el nuevo atlas, los investigadores pudieron rastrear dónde ocurrieron las mutaciones mapeándolas en un «árbol de desarrollo», indexándolas en tejidos y en varias personas. Los expertos descubrieron que muchas mutaciones surgían de manera sistemática y algo predecible a medida que las personas envejecían, aunque alrededor del 10 % de las mutaciones parecían ser el resultado de algo intrínseco a un individuo, ya fueran genes o el medio ambiente. Otra observación fue que la mayoría de las mutaciones detectables ocurrieron más tarde en la vida, aunque muchas ocurrieron antes del nacimiento. Y nuevamente: «Algunos tejidos, como el esófago y el hígado, adquieren muchas mutaciones, mientras que otros, como el cerebro, adquieren menos», escribe Rockweiler en una publicación en el sitio web de Conrad Lab que describe la investigación. “Esto tiene sentido porque el esófago y el hígado están expuestos a muchas toxinas ambientales; aquí las células tienen que entregar el mensaje en un ambiente ruidoso. Incluso un bajo número de mutaciones en el cerebro tiene sentido porque el cerebro se compone principalmente de células que no se replican».