En un estudio reciente publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), investigadores del Texas A&M University Health Science Center (Texas A&M Health) han identificado una nueva molécula de ARN que desempeña un papel crucial en la preservación de la integridad de una estructura celular clave, el nucléolo (una región densa de la célula que contiene un subconjunto de material genético esencial). Sus hallazgos también sugieren que esta molécula podría influir en la supervivencia de los pacientes con ciertos tipos de cáncer de la sangre.
Un sorprendente descubrimiento dentro de un gen familiar
El ARN, o ácido ribonucleico, es una molécula de corta duración copiada del ADN que permite a las células utilizar la información genética. Secuencias específicas del ADN se copian en ARN, que luego entrega estas instrucciones a la maquinaria celular responsable de la producción de proteínas. A través de este proceso, el ARN actúa como un intermediario, traduciendo los planos del ADN en la actividad celular en tiempo real.
Esta investigación revela una molécula de ARN que regula funciones celulares clave sin transformarse en proteína, funcionando así como un ARN “no codificante”.
El laboratorio de la Dra. Irtisha Singh en la Texas A&M Naresh K. Vashisht College of Medicine identificó un nuevo ARN no codificante al que llamaron CUL1-IPA, que se origina en el gen codificante de proteínas CUL1, bien caracterizado. A diferencia del ARN canónico que produce la proteína CUL1, este ARN recién descubierto permanece en el núcleo. En cambio, realiza una función celular completamente diferente, apoyando la integridad estructural y la actividad del nucléolo, el centro esencial para la producción de ribosomas.
«Este hallazgo redefine la suposición convencional de que los genes codificantes de proteínas producen solo mensajes relacionados con las proteínas», afirmó Singh, autora principal del estudio.
Cuando los investigadores eliminaron CUL1-IPA de las células vivas, observaron efectos dramáticos: el nucléolo (una región densa de la célula que contiene un subconjunto de material genético esencial) se fragmentó y las células mostraron signos de estrés.
«Nos sorprendió cuán esencial resultó ser este ARN», dijo la Dra. Sumana Mallick, co-primera autora del estudio. «Su eliminación provocó la pérdida de integridad estructural del nucléolo, dejando claro que los ARN no codificantes de los genes codificantes de proteínas pueden desempeñar funciones reguladoras centrales».
Una conexión con los resultados de los pacientes con cáncer
Este descubrimiento va más allá de la biología básica. El laboratorio de Singh analizó datos de pacientes con dos tipos de cáncer de la sangre: mieloma múltiple y leucemia linfocítica crónica. Descubrieron que los pacientes con formas más graves de estos cánceres tenían niveles más altos de CUL1-IPA, independientemente de la cantidad de ARN CUL1 tradicional presente.
«Su expresión se correlaciona con la supervivencia de los pacientes con cáncer de la sangre y puede contribuir a la agresividad de estos cánceres», dijo la Dra. Pranita Borkar, co-primera autora del artículo.
Debido a que las células cancerosas dependen de una producción robusta de ribosomas para un crecimiento rápido, los ARN reguladores que respaldan la función nucleolar pueden, inadvertidamente, ayudar a la progresión del tumor, lo que convierte a moléculas como CUL1-IPA en posibles biomarcadores o dianas terapéuticas.
Repensando cómo funcionan los genes
El descubrimiento de CUL1-IPA se suma a un creciente cuerpo de evidencia que sugiere que los genes son más versátiles de lo que se creía. Un solo gen puede producir múltiples moléculas de ARN, cada una con su propia función distinta, algunas de las cuales pueden desempeñar papeles importantes en la salud y la enfermedad.
Moléculas como CUL1-IPA podrían utilizarse en última instancia como biomarcadores para guiar las decisiones de tratamiento del cáncer, o incluso servir como dianas para futuras terapias, abriendo la puerta a un nuevo campo de posibles medicamentos contra el cáncer.
El estudio fue apoyado por subvenciones de los National Institutes of Health, el Cancer Prevention and Research Institute of Texas (CPRIT) y Texas A&M Health, junto con financiación interna adicional que apoya el descubrimiento científico en sus primeras etapas.
