{"id":76438,"date":"2002-12-01T00:00:00","date_gmt":"2002-12-01T00:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2002\/12\/01\/sueldan-adn\/"},"modified":"2015-04-23T12:52:10","modified_gmt":"2015-04-23T15:52:10","slug":"sueldan-adn","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/sueldan-adn\/","title":{"rendered":"Sueldan ADN"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a>A veces el profesor Carlos Menck bromea con sus alumnos, haci\u00e9ndoles la siguiente pregunta: \u00bfQu\u00e9 surgi\u00f3 primero: la mol\u00e9cula de ADN, portadora del material gen\u00e9tico de los seres vivos, o el mecanismo de reparaci\u00f3n del ADN? Cuestiones como \u00e9sta no solamente intrigan y divierten a este investigador del Instituto de Ciencias Biom\u00e9dicas (ICB) de la Universidad de S\u00e3o Paulo. Tambi\u00e9n lo han llevado a lograr avances conceptuales y aplicados. Lo han ayudado a dilucidar los mecanismos de supervivencia de la c\u00e9lula y, al mismo tiempo, le han mostrado formas de corregir defectos gen\u00e9ticos que surgen en algunas c\u00e9lulas cuando fallan los dispositivos de reparaci\u00f3n – y, como resultado de ello, aparece el c\u00e1ncer.<\/p>\n

De todos estos hallazgos resultaron varios art\u00edculos recientes, publicados en revistas de alto impacto cient\u00edfico, y algo raro para un investigador brasile\u00f1o: una invitaci\u00f3n para escribir un comentario acerca de una investigaci\u00f3n sobre genes de reparaci\u00f3n realizada por un grupo holand\u00e9s, que sali\u00f3 publicada en la edici\u00f3n de noviembre de\u00a0Nature Genetics<\/em>.<\/p>\n

La mol\u00e9cula de \u00e1cido desoxirribonucleico contenida en el n\u00facleo de todas las c\u00e9lulas vegetales y animales no es precisamente una de las m\u00e1s resistentes. A todo momento, cuando las c\u00e9lulas se multiplican de manera tal de permitir la sustituci\u00f3n de la piel quemada por el sol o el crecimiento de las hojas, el ADN puede romperse o ser copiado de una manera diferente que la de la receta original. Se altera tambi\u00e9n por la acci\u00f3n de la luz solar, por reacciones qu\u00edmicas o debido a cambios en el equilibrio qu\u00edmico del interior de la c\u00e9lula.<\/p>\n

Pero, por suerte, existe un control de calidad riguroso: durante la replicaci\u00f3n del ADN, algunas prote\u00ednas – las enzimas de reparaci\u00f3n – verifican si la copia sali\u00f3 de acuerdo con el original, tal como un corrector ortogr\u00e1fico, que reemplaza las letras alteradas ni bien terminan de escribirse las palabras. Otras enzimas permanecen en alerta, haciendo las veces de obreros, para soldar el ADN en los puntos en los que se \u00e9ste se rompe. Y no hay descanso. En el organismo humano, tan solo un tipo de lesi\u00f3n de ADN, generada por el propio calor del cuerpo, a 37\u00ba Celsius, ocurre alrededor de 10 mil veces por d\u00eda en cada una de los casi 100 billones de c\u00e9lulas.<\/p>\n

Vali\u00e9ndose de uno de esos genes de reparaci\u00f3n, Menck logr\u00f3 algo que anhelaba hacia 15 a\u00f1os: corregir la falla gen\u00e9tica de las c\u00e9lulas retiradas de portadores de xeroderma pigmentosum (XP), un extra\u00f1o tipo de c\u00e1ncer de piel. Este tumor, m\u00e1s com\u00fan en Jap\u00f3n y en el norte de \u00c1frica, afecta a alrededor de 100 personas en Brasil y obliga a sus portadores a evitar la exposici\u00f3n directa al sol y a utilizar gafas oscuras y ropas largas, para prevenir lesiones en la piel y en los ojos. De este modo, el equipo de la USP abri\u00f3 un camino para la investigaci\u00f3n de la terapia gen\u00e9tica contra esa enfermedad – un abordaje in\u00e9dito, pues nadie hab\u00eda logrado manipular el referido gen, tambi\u00e9n llamado XP a causa del problema que provoca -, utilizando un adenovirus.<\/p>\n

Los descubrimientos del equipo de la USP pueden tambi\u00e9n facilitar el diagn\u00f3stico de la enfermedad y la caracterizaci\u00f3n m\u00e1s precisa de cada una de las ocho formas en las cuales la xeroderma se presenta – algunas con complicaciones neurol\u00f3gicas, tales como retraso mental y espasmos musculares. Melissa Armelini y Ricardo Leite, integrantes de ese grupo del ICB, trabajan para producir un an\u00e1lisis que permita diagnosticar la enfermedad con base en c\u00e9lulas extra\u00eddas de la sangre – una posible alternativa a la t\u00e9cnica de la biopsia, actualmente en uso, que consiste en el retiro de un fragmento de piel.<\/p>\n

Por cierto, el hecho de facilitar el diagn\u00f3stico constituye un paso sumamente importante para prevenir el surgimiento de la enfermedad, seg\u00fan uno de los mayores especialistas en el tema, el investigador James Cleaver, de la Universidad de California, San Francisco, Estados Unidos, que en 1968 descubri\u00f3 la causa de la enfermedad. Tras los relatos de los primeros casos, Cleaver verific\u00f3 que la xeroderma pigmentosum aparec\u00eda cuando hab\u00eda un defecto en un gen de reparaci\u00f3n – actualmente ya se sabe que ocho genes pueden fallar en combinaciones variadas y generar las diferentes formas de esta enfermedad.<\/p>\n

Cuando sufren mutaciones, dichos genes se vuelven incapaces de arreglar los estragos que la luz ultravioleta del sol provoca al ADN. Como consecuencia de ello, sustancias qu\u00edmicas disparan una alerta roja y la c\u00e9lula se suicida, en un proceso de muerte celular programada llamada apoptosis – un recurso extremo, accionado en caso de peligro inminente. La apoptosis es tambi\u00e9n un proceso de limpieza esencial, pues evita que los errores se propaguen a las generaciones siguientes y se intensifiquen a punto tal de derivar en c\u00e1ncer. En personas con xeroderma, la falla en la reparaci\u00f3n aumenta a frecuencia de tumores de piel, en regiones expuestas a la luz solar.<\/p>\n

Vectores virales
\n<\/strong>El equipo de Menck logr\u00f3 componer el ADN de un grupo de c\u00e9lulas\u00a0in vitro<\/em>, vali\u00e9ndose de un adenovirus modificado, incapaz de replicarse en las c\u00e9lulas. El adenovirus funcion\u00f3 como vector de dos genes que provocan formas distintas de la enfermedad, el XPA y el XPC, encontrados tambi\u00e9n en otros animales y en hongos. Como resultado de ello, entre el 90% y el 100% de las c\u00e9lulas infectadas con el adenovirus volvi\u00f3 a corregir el ADN lesionado por la luz ultravioleta del sol, mientras que apenas el 9% de las c\u00e9lulas no infectadas logr\u00f3 restablecer esa capacidad.<\/p>\n

Estos resultados, descritos en la edici\u00f3n de octubre en la revista\u00a0Human Gene Therapy<\/em>, representan tambi\u00e9n un avance metodol\u00f3gico, pues fueron obtenidos con adenovirus, m\u00e1s eficientes que los vectores utilizados anteriormente: los retrovirus – hoy en d\u00eda una elecci\u00f3n secundaria tambi\u00e9n, ya que insertan su material gen\u00e9tico en el genoma de las c\u00e9lulas y pueden reproducirse o activar genes que inducen la aparici\u00f3n del c\u00e1ncer.<\/p>\n

“Fuimos los primeros en producir un adenovirus que contuviera el gen XPA”, asegura Menck. “Cuando surgieron los primeros resultados, no cre\u00ed en la eficiencia de esos vectores”. Con el tiempo, los investigadores lograron tambi\u00e9n agregar otros genes al material gen\u00e9tico del virus. Trabajando en forma conjunta con Armando Moraes Ventura, del laboratorio de vectores virales del ICB, por ejemplo, hicieron que el virus cargara un gen suicida, que atrae hacia s\u00ed tipos espec\u00edficos de medicamentos y, por lo tanto, puede usarse para eliminar c\u00e9lulas tumorales.<\/p>\n

En enero pr\u00f3ximo, Maria Carolina Marchetto, una investigadora del equipo, embarca con destino a la Universidad de Texas, Estados Unidos, con planes para realizar las primeras pruebas\u00a0in vivo<\/em> del uso de ese virus XP, en ratones con xeroderma pigmentosum. Si los virus logran proteger la piel de esos ratones de la luz ultravioleta, estar\u00e1 abierta la posibilidad de mejorar la vida de los pacientes que sufren esta enfermedad mediante la terapia gen\u00e9tica.<\/p>\n

Muerte controlada
\n<\/strong>El equipo de la USP realiz\u00f3 otro descubrimiento importante: bastan peque\u00f1as dosis de la prote\u00edna XPA, producida a partir del gen del mismo nombre, para evitar que las c\u00e9lulas mueran cuando se las expone a la radiaci\u00f3n ultravioleta. Es realmente una cantidad discreta, equivalente al 20% de la hallada normalmente en las c\u00e9lulas humanas. “Probablemente, la prote\u00edna es bastante estable y no se degrada f\u00e1cilmente”, comenta Melissa. En un art\u00edculo publicado en marzo en\u00a0Carcinogenesis<\/em>, Alysson Muotri, del mismo equipo, demostr\u00f3 que la prote\u00edna XPA es segura y no afecta el funcionamiento de la c\u00e9lula, aun cuando es producida en cantidades elevadas -la llamada superexpresi\u00f3n, que se produce cuando el gen es transportado por los adenovirus.<\/p>\n

Pero no debe pensarse que los resultados se aplican solamente a la xeroderma pigmentosum. En primer lugar porque existen otras enfermedades causadas por problemas en los mecanismos de reparaci\u00f3n de ADN y, entendiendo una, se hace m\u00e1s f\u00e1cil comprender las otras, incluso porque ahora ya ha sido razonablemente aclarado el papel de los genes XP: son probadamente esenciales para que la c\u00e9lula arregle el ADN lesionado y adquiera resistencia a la luz ultravioleta. Act\u00faan tambi\u00e9n como protagonistas en varios mecanismos de compostura de ADN.<\/p>\n

Asimismo, los estudios del laboratorio de reparaci\u00f3n de ADN brindan soporte para investigaciones en otras \u00e1reas, pues revelan matices del funcionamiento de la apoptosis. En un art\u00edculo publicado tambi\u00e9n en octubre en\u00a0Cell Death and Differentiation<\/em>, Menck y Vanessa Chigan\u00e7as, otra investigadora del ICB, asociaron – probablemente por primera vez – a la apoptosis con tipos de lesiones espec\u00edficas del ADN. Los defectos provocados por la luz ultravioleta impiden la lectura correcta de esa mol\u00e9cula por parte de otra, el ARN (\u00e1cido ribonucleico), en las etapas preliminares del proceso de producci\u00f3n de las prote\u00ednas que forman cualquier ser vivo -y la c\u00e9lula que no consigue leer el ADN para transformarlo en ARN entra en un proceso de muerte celular. “Los genes XP son importantes en el proceso de se\u00f1alizaci\u00f3n que lleva a la apoptosis”, dice Menck.<\/p>\n

Protector solar
\n<\/strong>Los resultados que el equipo de Menck ha obtenido pueden tambi\u00e9n ayudar, aunque esto demore un poco, a las personas que tienen piel clara y sue\u00f1an con ir a la playa sin preocuparse con el sol. Al margen del XP, el equipo del ICB trabaja con el gen que contiene la receta de la producci\u00f3n de la fotoliasa, otra enzima que repara los da\u00f1os causados al ADN por la luz ultravioleta. Es un gen com\u00fan en bacterias, plantas, insectos y peces, pero raro entre los mam\u00edferos: aparece \u00fanicamente en los marsupiales (mam\u00edferos sin placenta), pero no en los placentarios, el grupo al cual pertenece la especie humana. “Un gen que no tenemos m\u00e1s resuelve un problema que a\u00fan tenemos”, dice Menck.<\/p>\n

Seg\u00fan el investigador, el gen de la fotoliasa se perdi\u00f3 hace cerca de 170 millones de a\u00f1os en el genoma, durante el proceso evolutivo que llevar\u00eda a los seres humanos.Vanessa logr\u00f3 implantar un gen de fotoliasa retirado de un marsupial – un canguro rat\u00f3n o ‘potoroo’ (Potorous tridactylus<\/em>) – en c\u00e9lulas humanas normales. Luego expuso las c\u00e9lulas a una intensa irradiaci\u00f3n de luz ultravioleta y posteriormente a la luz visible, para activar la fotoliasa. Pocas murieron, una indicaci\u00f3n de que lograron un mecanismo extra para deshacer y evitar los da\u00f1os causados por la radiaci\u00f3n, de acuerdo con el informe publicado en mayo de 2000 en la prestigiosa revistaCancer Reseach<\/em> .<\/p>\n

Ahora el equipo de Menck se encuentra abocado a las etapas finales de la producci\u00f3n de un adenovirus que carga el gen de la fotoliasa. Si ese vector funciona en culturas de c\u00e9lulas\u00a0in vitro<\/em>, podr\u00e1 probarse\u00a0in vivo<\/em>, infectando ratones de manera similar a la que utilizar\u00e1 Maria Carolina en Estados Unidos, con adenovirus y con genes XP. Los ratones podr\u00edan de esta forma adquirir una protecci\u00f3n extra contra la radiaci\u00f3n solar.<\/p>\n

Aunque que no sea una tarea f\u00e1cil, no parece imposible, pues los grupos de Jan Hoeijmakers y Gijsbertus van der Horst, de la Universidad Erasmus de Roterdam, Holanda, obtuvieron ratones transg\u00e9nicos que producen la fotoliasa en las c\u00e9lulas del cuerpo entero, reforzando la capacidad del ADN de arreglarse – \u00e9se fue el trabajo que Menck analiz\u00f3 en dos p\u00e1ginas en\u00a0Nature Genetics<\/em> de noviembre. Con todo, en este caso no se trata de corregir una deficiencia gen\u00e9tica, sino de reforzar un mecanismo de reparaci\u00f3n de las c\u00e9lulas.<\/p>\n

Al someter a los ratones transg\u00e9nicos con el lomo depilado a dosis intensas de radiaci\u00f3n ultravioleta y a la luz visible, los holandeses verificaron que los animales no desarrollaron heridas ni quemaduras en la piel, caracter\u00edsticas en las personas inadvertidamente expuestas a una insolaci\u00f3n intensa. En vista de estos resultados, cobra forma la idea de un protector solar a base de fotoliasa, que ser\u00e1 usado en forma de crema, tanto por personas comunes – sobre todo aqu\u00e9llas de piel clara, que sufren m\u00e1s en el verano – como por los portadores de xeroderma pigmentosum, que podr\u00edan de tal modo no tener que esconderse tanto del sol. Pero esto no suceder\u00e1 tan r\u00e1pido. Menck comenta con cautela: “Por ahora, yo me inclinar\u00eda por los protectores qu\u00edmicos, que siguen siendo m\u00e1s seguros”.<\/p>\n

En un experimento m\u00e1s reciente, el grupo de Menck est\u00e1 utilizando los vectores adenovirus como estrategia para seguir paso a paso la compostura de la mol\u00e9cula de ADN. Los investigadores de la USP armaron un adenovirus con un gen de reparaci\u00f3n (fotoliasa o XP) y le adicionaron una especie de cola, un gen que activa la producci\u00f3n de una prote\u00edna verde fluorescente: la GFP (del ingl\u00e9s\u00a0Green Fluorescent Protein<\/em>).<\/p>\n

Con esta estructura, observan los genes, ahora verdes, migrando hacia el n\u00facleo de la c\u00e9lula y poniendo el ADN en orden. Este m\u00e9todo, m\u00e1s elegante y pr\u00e1ctico que la t\u00e9cnica en uso, ya ha indicado que las prote\u00ednas XPA aparecen r\u00e1pidamente, en menos de una hora, para arreglar el ADN – se sabe que la remoci\u00f3n de las lesiones tarda algunas horas. “Abrimos excelentes perspectivas de trabajo, porque esa t\u00e9cnica puede aplicarse a cualquier tipo de c\u00e9lula humana”, afirma Menck.<\/p>\n

Los mecanismos de reparaci\u00f3n de ADN que Menck estudia desde hace tanto tiempo son comunes a animales y plantas – a prop\u00f3sito, Keronninn de Lima, de su grupo, descubri\u00f3 recientemente en la ca\u00f1a de az\u00facar el gen de una fotoliasa que act\u00faa de manera diferente que todas las otras conocidas. Por ser sumamente bien conservados – casi inmutables -, los genes de reparaci\u00f3n contienen informaciones preciosas sobre el origen y la diferenciaci\u00f3n de los seres vivos.<\/p>\n

Respondiendo ahora a la pregunta del inicio de este informe, Menck cree que los mecanismos de reparaci\u00f3n del ADN surgieron antes incluso que el propio ADN, y prepararon las bases qu\u00edmicas para el surgimiento de la vida en el planeta, hace alrededor de 3,8 mil millones de a\u00f1os, a partir de la mol\u00e9cula de ARN. Seg\u00fan Menck, un ADN roto o incompleto no conseguir\u00eda ir muy lejos. Ser\u00eda como un autom\u00f3vil sin ruedas: dif\u00edcilmente habr\u00eda originado siquiera la primera c\u00e9lula de la Tierra primitiva.<\/p>\n

El Proyecto<\/strong>
\nReparaci\u00f3n de ADN y Consecuencias Biol\u00f3gicas<\/em>
\nMODALIDAD<\/strong>
\nProyecto tem\u00e1tico
\nCOORDINADOR<\/strong>
\nCarlos Frederico Martins Menck – ICB\/USP
\nINVERSI\u00d3N<\/strong>
\nR$ 818.618,78<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Un equipo de la USP corrige defectos gen\u00e9ticos en c\u00e9lulas de un raro tipo de c\u00e1ncer","protected":false},"author":17,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[],"coauthors":[5968],"class_list":["post-76438","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/76438","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/17"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=76438"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/76438\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=76438"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=76438"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=76438"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=76438"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}