La invasividad de las células cancerosas al dañar ADN aumenta con la INESTABILIDAD CROMOSÓMICA

Este pasado mes un estudio del IRB Barcelona se fija en el daño del ADN durante el ataque de las células cancerosas, cuya investigación duda sobre la acción antitumoral de la maquinaria de muerte celular.

En esta imagen podemos observar la activación de las caspasas apoptóticas en verde en células con un nivel alto de inestabilidad cromosómica en rojo.

Esta inestabilidad se produce por cambios rápidos en el número y estructura de cromosomas, en la división celular, esto esta relacionado con la propagación agresiva del cáncer, la metástasis. Esta inestabilidad cromosómica activa una vía de señalización conocida como JAK/STAT y además también promueven la acción de las caspasas. Todo esto permite que las células puedan escapar del tumor primario, dando lugar a la metástasis. El investigador Marco Milán nos dice que su perspectiva de las caspasas como agentes que inducen a la muerte celular a respuesta del daño del ADN cambia ya que gracias a sus hallazgos indicamos que pueden desempeñar proinvasivo.

TRES EFECTOS SECUNDARIOS

Esta inestabilidad presente en la mayoría de tumores sólidos promueve la metástasis del cáncer por tres vías creando-se así por defecto tres vías de efectos secundarios. Por una parte, la aneuploidía (número irregular de cromosomas en una célula, siendo esto la causa del estrés celular), por otra parte, la formación de micronúcleos (el proceso inflamatorio que genera esta formación) y, por último, el daño en el ADN (rotura de cromosomas). 

El investigaciones pasadas llevadas a cabo por el mismo grupo de investigación se explorabas solo los efectos de la aneuploidía pero en esta última también se considero el daño en el ADN producido por las caspasas en las invasividad de las células cancerosas.

DAÑO EN EL ADN DE TRES FORMAS

Esta inestabilidad cromosómica puede provocar daño de tres formas:

• La propia segregación irregular de los cromosomas puede provocar la rotura de la cadena de ARN.
• El desorden del número de cromosomas provoca un desequilibrio en la maquinaria celular dando lugar al estrés celular en el momento de la replicación de ADN.
• La aneuploidía activa la señalización JAT/STAT que activa las caspasas y estas causan el daño en el ADN, cuando estas funcionan bien provocando que la célula colapse y se desintegre.

Este artículo se ha creado mediante la información de esta noticia, además de la primera foto. La segunda foto ha sido extraída de aquí. Este artículo esta relacionado con el temario de Biología de 2 de Bachillerato, en concreto del tema 10, El núcleo y el ciclo celular.

CRISPR-Cas: la nueva herramienta para diagnosticar enfermedades infecciosas

Las bacterias, presentan un sistema de defensa denominado CRISPR-Cas o también conocido como “tijeras genéticas” para protegerse de los virus, por lo que es un sistema inmune para las bacterias. Puesto que las bacterias no generan anticuerpos (al ser unicelulares), crean un sistema que reconoce al antígeno (molécula extraña) copia una parte de su material genético y lo guarda en su propio ADN. Si la bacteria se encuentra de nuevo con el virus, gracias al ADN almacenado anteriormente, lo identifica y lo inhabilita al cortar su material genético. 

Este método, funciona de la siguiente manera: una vez almacenado el fragmento de ADN, la bacteria lo incorpora a su ADN en una región especial, donde se encuentra la información de distintos virus. De modo que la información de cada virus es separada por unas secuencias cortas palindrómicas. Si la bacteria sufre otra infección viral, esta sintetizará una molécula de ARN a partir de la secuencia palindrómica

El sistema CRISPR presenta una enzima asociada, Cas. Cuya enzima forma un complejo con el ARN sintetizado por la bacteria y el fragmento de genoma del virus (guía). La enzima Cas activa su función de nucleasa, debido a que encajan perfectamente el ARN guía con el ADN del virus, y destruye el ADN viral impidiendo su infección 

Este sistema ha servido para muchos diagnósticos y uno de ellos es el diagnóstico de SARS-CoV-2 , virus causante de la COVID-19. Compuesto por ARN, proteínas y una cápsula de las que surgen otras proteínas denominadas espiga (spike). Estas espigas infectan las células humanas. Durante la pandemia se ha usado como método de diagnostico el RT-PCR, pero debido a los costos y el tiempo que suponía cada prueba, se utilizó el método CRISPR-Cas para identificar el virus SARS-CoV-2.

Es por eso que se investigó y se logró extraer el ARN del virus mediante una pequeña muestra nasal que es calentada por 25 minutos. Posteriormente, el ARN liberado se convierte en una hebra de ADN para una mayor estabilidad y luego se multiplica una secuencia especifica del virus mediante un sistema llamado LAMP. Finalmente el ADN amplificado se utiliza para detectar la presencia del virus mediante el sistema CRISPR/Cas12, la enzima Cas12 unida al ARN guía actúa sobre el gen N del virus. Cuando el complejo Cas12-ARN guía reconoce la secuencia objetivo se activa el dominio de nucleasa colateral, que corta moléculas de ADN. Un fragmento de ADN actúa como reportero que contiene una molécula fluorescente en un extremo (fluorocromo) y en el otro extremo, una molécula que lo inhabilita al absorber la luz del fluorocromo. Cuando el fragmento se corta por el dominio, el fluorocromo queda libre y emite luz visible, permitiendo detectar el virus.

 

Este artículo junto a las imágenes han sido extraídos de https://www.revista.unam.mx/wp-content/uploads/v22_n5_a8.pdf y pertenece al temario de biología de segundo bachiller