Las mutaciones genéticas son cambios en la secuencia del ADN de las células que pueden provocar errores en su funcionamiento, y en el peor de los casos, su acumulación puede dar lugar a enfermedades graves como el cáncer. Para evitarlo, las células disponen de mecanismos que continuamente detectan y reparan estos defectos (el premio Nobel de química del año 2015 fue otorgado a tres investigadores por sus estudios en la reparación del ADN), pero el sistema a veces falla, las mutaciones se acumulan y el tumor aparece. Un equipo científico liderado por Núria López-Bigas, investigadora ICREA del Departamento de Ciencias Experimentales y de la Salud (DCEXS) de la Universidad Pompeu Fabra (UPF), ha encontrado, por primera vez, el motivo por el cual las mutaciones se acumulan específicamente en ciertas regiones del genoma en las células de melanoma y de cáncer de pulmón (adenocarcinoma pulmonar y carcinoma de células escamosas), dos tipos de cáncer muy prevalentes en la población. Los resultados de esta investigación aparecen publicados en la última edición de la revista Nature.

El equipo de López-Bigas ha demostrado que el número de mutaciones es mucho más elevado de lo esperado en las regiones del ADN a las que se unen los llamados factores de transcripción, las proteínas encargadas de regular la actividad de los distintos genes. Los resultados del estudio indican que la unión de estas proteínas al ADN dificulta el acceso de la maquinaria de reparación, lo que en última instancia provoca la acumulación de las mutaciones genéticas en estas zonas. En concreto, el análisis de los genomas de 38 melanomas secuenciados por el consorcio The Cancer Genome Atlas, del que el equipo de Núria López-Bigas forma parte, muestra que la tasa de mutaciones en estas regiones es aproximadamente cinco veces más elevada que en las regiones vecinas del genoma.

El melanoma, uno de los tipos de cáncer de piel más agresivos, tiene su origen en muchas ocasiones en daños al ADN que los rayos de luz ultravioleta causan en las células de la piel. Este tipo de año es reparado por un mecanismo celular específico llamado Reparación por Escisión de Nucleótidos (NER en sus siglas en inglés). El mismo mecanismo es el responsable de reparar los daños causados por el humo del tabaco y que dan lugar a algunos tipos de cánceres de pulmón. Por este motivo, los investigadores decidieron comprobar si este fenómeno también se podía observar en estos otros tipos de tumores. Los resultados fueron reproducidos, observándose que en las zonas de unión de los factores de transcripción de las células pulmonares había una tasa de mutación también mucho más elevada con respecto a la de las regiones vecinas del genoma.

Entender el origen genético del cáncer es crucial para tener un mejor conocimiento de la enfermedad y desarrollar mejores herramientas para luchar contra él. Tal y como indican los autores, los métodos utilizados actualmente para identificar las mutaciones que resultan claves para el desarrollo del tumor han de tener en cuenta la influencia que ejercen las proteínas unidas al ADN en la ocurrencia de estas alteraciones, y el descubrimiento de este hecho tendrá un gran impacto en el estudio de los mecanismos que hacen que la enfermedad aparezca y progrese. Los resultados descritos en esta nota de prensa aparecen desarrollados en un artículo firmado por cinco miembros del grupo de la Universidad Pompeu Fabra y publicado el 14 de abril en la revista Nature.

Trabajo de referencia: Radhakrishnan Sabarinathan, Loris Mularoni, Jordi Deu-Pons, Abel González-Pérez, Núria López-Bigas. Nucleotide excision repair is impaired by binding of transcription factors to DNA. Nature, April 2016. DOI: 10.1038/nature17661

Imagen 1 (realizada por Iris Joval): La exposición a la radiación ultravioleta causa lesiones específicas en el ADN. Estas alteraciones son reconocidas y reparadas por la maquinaria de reparación por escisión de nucleótidos (NER, en sus siglas en inglés). Las lesiones no reparadas pueden dar lugar a mutaciones en el ADN. Los tumores de la piel, como los melanomas, acumulan un gran número de mutaciones causadas por estas lesiones del ADN no reparadas. El estudio del grupo de la Núria López-Bigas ha demostrado que en las zonas del ADN a las que se unen proteínas, como los factores de transcripción, la actividad de NER se ve fuertemente reducida dando lugar a una acumulación de mutaciones en estas regiones del genoma.

Imagen 2: Radhakrishnan Sabarinathan, primer autor del artículo, y Núria López-Bigas, coordinadora del estudio, en el Parque de Investigación Biomédica de Barcelona (PRBB).