Una nueva técnica para modificar de forma controlada la metilación del ADN

Su uso en células pluripotentes restaura los patrones de metilación Síndrome de Angelman
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Barcelona
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05 may 2017 - 14:00 h
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En la metilación del ADN se unen al ADN marcas químicas denominadas “grupos metilo”

En el 20 por ciento del ADN, libre de metilación, existen áreas denominadas “islas CpG”

Un grupo de científicos liderados por Juan Carlos Izpisua, titular de la Cátedra Roger Guillemin del Salk Institute y de la Cátedra de Biología del Desarrollo de la Universidad Católica de Murcia (UCAM), han desarrollado una nueva técnica que permite modificar, de manera controlada y dirigida, las marcas del ADN que afectan a la expresión de los genes y que provocan enfermedades graves. Este tipo de marcas, que pueden estar provocadas por factores externos como la alimentación, el tabaco, el estrés, etc., constituyen lo que denominamos epigenética o epigenoma, y juegan un papel tan importante como los propios genes en el desarrollo de cada individuo y en aparición de enfermedades.

La nueva técnica va más allá de los genes, modifica el tipo más común de marca epigenética, conocida como “metilación del ADN”, en la que se unen al ADN marcas químicas llamadas “grupos metilo”. Estas marcas contribuyen a la regulación de la expresión génica, de forma que aquellos genes “metilados” se consideran “apagados”.

El 80 por ciento del ADN de los mamíferos está metilado y se sabe que en el 20 por ciento restante, libre de metilación, existen áreas denominadas “islas CpG”, que son ricas en posibles sitios de metilación que tienden a estar cerca de regiones donde comienza la transcripción de información genética, por lo que la presencia o ausencia de metilación en la misma es responsable de la expresión de un gen concreto. El grupo liderado por Izpisua no quiso desaprovechar la oportunidad de emplear nuevas técnicas de edición génica mediante el sistema de CRISPR-Cas9 para tratar de modificar el estado de metilación de estas regiones y decidieron interferir en la secuencia de las “islas CpG” para intentar desencadenar procesos de nueva metilación.

Para ello, insertaron un pequeño fragmento de ADN libre de CpGs en la isla localizada cerca del gen MLH1, que normalmente no está metilado, pero, cuando se metila, lleva a un mayor riesgo para desarrollar cáncer de colon. Los resultados de este cambio fueron la metilación de la isla asociada con el gen MLH1, tal y como ocurre en el cáncer de colon. Esta prueba de concepto permitirá estudiar la función de esta metilación anormal en el desarrollo del cáncer.

Una vez puesta a punto la técnica para metilar zonas que, en principio no deben estarlo, el equipo investigador trató de llevar a cabo esta inducción en islas CpG que se encuentran no metiladas en situaciones patológicas, pero que deberían estarlo. El síndrome de Angelman (AS) es el resultado de un patrón de metilación aberrante del ADN, que causa la pérdida de la proteína UBE3A en las neuronas y provoca un déficit cognitivo en los pacientes. Mediante el uso de esta técnica, pudieron corregir la metilación anormal del ADN y restaurar los niveles de la proteína UBE3A en células neuronales AS. Lo más importante, según los investigadores, es el hecho de que todos los patrones de metilación inducidos con esta técnica, fueron estables a lo largo del tiempo, lo que no se ha podido conseguir, hasta ahora, con otras técnicas epigenéticas.

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