Investigadores de la Universidad de Cardiff han descubierto cómo surge un tipo particularmente grave de daño en el ADN, arrojando nueva luz sobre los procesos de mutación que contribuyen al cáncer y a las enfermedades genéticas hereditarias.
El estudio, liderado por el Dr. Greg Ngo y el Profesor Duncan Baird de la Escuela de Medicina de la Universidad de Cardiff, revela el mecanismo detrás de la chromoanasynthesis, un tipo catastrófico de reordenamiento cromosómico que conduce a patrones de mutación altamente complejos.
El Dr. Ngo, Investigador, dijo: “Las mutaciones del ADN son una parte fundamental del desarrollo del cáncer, interrumpiendo las instrucciones que normalmente regulan cómo las células crecen, se dividen y se reparan a sí mismas.”
“La chromoanasynthesis es una de las formas más extremas de mutación del ADN, que implica una reestructuración masiva y caótica de un cromosoma, un fenómeno que se ha descrito como ‘renacimiento cromosómico’.”
Utilizando una técnica avanzada de secuenciación de ADN diseñada para examinar cambios complejos cerca de los extremos de los cromosomas, conocidos como telómeros, el equipo demostró que estas mutaciones ocurren cuando el ADN se rompe durante la división celular. En lugar de reparar el daño limpiamente, las células en división confían en un mecanismo de reparación que utiliza solo pequeños segmentos de ADN coincidente para reconectar las hebras rotas.
Los investigadores descubrieron que dos sistemas de reparación del ADN separados se combinan inesperadamente durante este proceso, lo que provoca que la maquinaria de copia del ADN salte erráticamente por todo el genoma. Esto puede resultar en que grandes secciones de ADN se dupliquen muchas veces, creando los patrones caóticos característicos de la chromoanasynthesis.
Al mostrar cómo la disfunción de los telómeros desencadena esta vía de reparación propensa a errores, proporcionamos una explicación clara de cómo se forman estos reordenamientos cromosómicos tan dramáticos. Comprender este proceso es crucial porque estos eventos pueden acelerar el desarrollo del cáncer e influir en cómo se comportan los tumores.
Los hallazgos ofrecen nuevas oportunidades para la investigación médica. Al identificar las proteínas y las vías involucradas, los científicos podrían ser capaces de desarrollar fármacos que se dirijan directamente a estos mecanismos.
El trabajo también abre la puerta a nuevos enfoques de diagnóstico, incluida la posibilidad de detectar estas complejas firmas de mutación en etapas tempranas de la enfermedad.
Estábamos asombrados por la complejidad de las mutaciones que observamos. Debido a que ahora podemos inducir y estudiar estos eventos en el laboratorio, tenemos un sistema poderoso para investigar qué factores de reparación están involucrados y dónde podrían estar los posibles puntos críticos de diagnóstico.
Catherine Elliott, directora de investigación y asociaciones de Cancer Research UK, dijo: “Estamos orgullosos de apoyar este innovador trabajo de la Universidad de Cardiff, que descubre una nueva y fascinante comprensión de cómo surgen las mutaciones cromosómicas caóticas.”
“Estos conocimientos sobre la chromoanasynthesis marcan un importante paso adelante en nuestra misión de desentrañar la biología fundamental del cáncer.”
“Al identificar los mecanismos que impulsan estos cambios genéticos dramáticos, esta investigación no solo profundiza nuestro conocimiento científico, sino que también abre nuevas posibilidades para la detección temprana y el desarrollo de tratamientos más dirigidos. Estamos encantados de haber financiado un estudio con un potencial tan grande para mejorar los resultados de las personas afectadas por el cáncer.”
La investigación, Mitotic microhomology-mediated break-induced replication promotes chromoanasynthesis, fue publicada en Nature Communications. El estudio fue financiado por Cancer Research UK.
