Biopsias líquidas en sangre basadas en análisis de ADN de los nucleosomas

estudio de la epilepsia

Amparo Tolosa, Genotipia

 

Investigadores de la Universidad Hebrea de Jerusalén han demostrado que el análisis de ADN nucleosómico libre en sangre permite obtener información sobre procesos patológicos activos en tejidos afectados por el cáncer u otras enfermedades.

Cuando las células mueren, fragmentos de su material genético son liberados en la circulación. En los últimos años, diferentes aproximaciones han abordado el análisis de estos fragmentos como fuente de información sobre la salud del organismo para desarrollar aplicaciones en la práctica clínica. Como resultado, existen métodos para detectar ADN tumoral o ADN fetal en la sangre de un paciente o una madre embarazada, respectivamente, y es posible también identificar el origen de un tumor a partir de las marcas epigenéticas propias del tejido del que deriva el ADN tumoral.

En un trabajo publicado el pasado enero en Nature Biotecnology, el equipo dirigido por Nir Friedman y Ronen Sadeh de la Universidad Hebrea de Jerusalén, ofrece una nueva aproximación para obtener información a partir de ADN libre en sangre. En este caso, los investigadores han analizado nucleosomas, las unidades básicas de la cromatina, consistentes en complejos de ocho histonas envueltas por alrededor de 150 pares de bases del ADN.

La combinación de modificaciones en las histonas en un momento concreto influye en la accesibilidad de la maquinaria de expresión génica al ADN y marca la actividad del genoma. Teniendo en cuenta esta característica, los investigadores utilizaron, en muestras de sangre, una técnica conocida como inmunoprecipitación de la cromatina, que permite seleccionar nucleosomas con modificaciones de las histonas concretos (que reflejan estadios de actividad del genoma específicos). A continuación, el equipo analizó el ADN de los nucleosomas seleccionados como capturas moleculares de la actividad génica. En total, el equipo analizó alrededor de 250 muestras, correspondientes a 61 donantes sanos, cuatro pacientes con infarto de miocardio, 29 pacientes con enfermedades autoinmunes o metabólicas y 56 pacientes con carcinoma colorrectal metastásico.

ADN nucleosómico
Los investigadores han utilizado una biopsia líquida basada en el análisis de nucleosomas, con la que se obtiene diferente información sobre de qué tejido derivan y qué genes estaban activos. Imagen: Darryl Leja, National Human Genome Research institute (www.genome.gov)

 

Tras analizar el ADN nucleosómico, los investigadores pueden obtener información sobre la naturaleza de la enfermedad, como qué regiones estaban activas o inactivas según las modificaciones de las histonas, dónde se localiza o cómo de avanzada puede estar la enfermedad. En el estudio, el equipo detectó diferencias entre las muestras de controles sanos y pacientes. Por ejemplo, obtuvieron información sobre la diferente actividad transcripcional de las personas con enfermedades hepáticas y diferenciaron firmas moleculares específicas del cáncer.

La clave del análisis del ADN nucleosómico se encuentra en la información epigenética que contiene. Friedman resalta que, una vez que comprendieron que esta información puede permanecer en el ADN presente en la sangre, pensaron que podrían utilizar esos datos para determinar el origen del tejido o células muertas y los genes que estaban activos en esas células. “Basándonos en esos resultados podemos revelar detalles clave sobre la salud del paciente”, explica el investigador. “Somos capaces de entender mejor porqué las células murieron, si hay una infección o cáncer y en función de ello estar en mejor posición para determinar cómo está desarrollándose la enfermedad”.

Los autores del trabajo destacan que una característica única de la secuenciación de ADN nucleosómico seleccionado por ChIP es que el paso en el que se seleccionan los nucleosomas según las marcas de las histonas genera una representación biológicamente relevante del genoma y permite hacer preguntas concretas. Esta aproximación ofrece información que la secuenciación o análisis de metilación del ADN libre en sangre no puede proporcionar, como es ofrecer una imagen de la actividad transcripcional.

“Esperamos que esta aproximación nos permita diagnósticos más tempranos de enfermedades y ayude a los médicos a tratar pacientes de forma más efectiva”, señala Ronen Sadeh, uno de los directores del trabajo.

Referencia: Sadeh R, et al. ChIP-seq of plasma cell-free nucleosomes identifies gene expression programs of the cells of origin. Nat Biotech. DOI: https://doi.org/10.1038/s41587-020-00775-6

Fuente: An end to invasive biopsies? https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-02/thuo-aet020821.php

 

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