Muchas personas tienen mutaciones que causan enfermedades, sin embargo nunca las desarrollan. Investigadores del Centro de Regulación Genómica (CRG) han estudiado cómo las variaciones en la expresión de genes pueden ayudar a predecir si un individuo desarrollará o no una enfermedad . El estudio se publica en la revista Nature.
La gran mayoría de mutaciones que causan enfermedades (esquizofrenia o cáncer de mama, por ejemplo) tienen efectos diferentes según la persona. Un individuo que posee determinadas mutaciones puede desarrollar la enfermedad, mientras que otro con las mismas mutaciones puede no hacerlo. Este hecho, es aún evidente si se compara a dos gemelos monocigóticos , cuyos genomas son idénticos. Pero, ¿porqué la misma mutación tiene efectos distintos en cada persona?
Desde principios del siglo XX se ha estudiado el papel que tienen las diferencias genéticas (mutaciones) y el ambiente (hábitos de consumo, estilo de vida, etc.) en el desarrollo de enfermedades. “Sin embargo, las diferencias genéticas y el ambiente no son suficientes” comenta Alejandro Burga, investigador del estudio. “Hemos aprendido en la última década, estudiando organismos muy simples, como bacterias, que la expresión de los genes – el grado de activación o represión de un gen- varía mucho entre individuos, incluso en ausencia de variación genética y ambiental. Dos células nunca son exactamente iguales y a veces estas diferencias tienen en su origen un componente azaroso o estocástico. Los resultados de nuestro estudio nos dicen que este tipo de variación puede influir de manera importante en el fenotipo de animales y que su medición ayuda a predecir con mucha mayor fiabilidad la probabilidad de presentar un fenotipo anormal, como por ejemplo, el desarrollo de una enfermedad”.
Los investigadores del CRG realizaron su estudio utilizando el gusano Caenorhabditis elegans como modelo. Debido a su simplicidad, este gusano microscópico, es uno de los organismos modelos más usados en biología y fue el primer animal en tener su genoma totalmente secuenciado. La importancia de este organismo, se refleja en el hecho de que en los últimos años, el premio Nobel ha sido otorgado en tres oportunidades distintas a investigadores que usaron C. elegans en sus estudios.
Dado que la composición genética y el ambiente son insuficientes para saber si una mutación afectara o no a un individuo, los investigadores desarrollaron una metodología para medir pequeñas diferencias en la expresión de genes in vivo. ”El reto no fue sólo el desarrollo de un método para medir estas pequeñas diferencias entre individuos, pero el poder predecir que genes son relevantes para cada mutación” añade Ben Lehner, coordinador del estudio y Profesor Investigador ICREA en la unidad de Biología de Sistemas del European Molecular Biology Laboratory – Centro de Regulación Genómica. “Tanto en gusanos como en humanos, los genes cooperan y se ayudan mutuamente para realizar funciones dentro de la célula. Unos pocos genes son muy “generosos” y ayudan a cientos de otros en muchos procesos distintos, mientras que otros solo ayudan a unos pocos genes a desarrollar tareas más específicas. La clave para realizar mejores predicciones radica en medir las variaciones en la expresión de ambos tipos de genes”.
Esta investigación sugiere, que aunque lleguemos a conocer todos los genes importantes para una enfermedad en particular, quizá no podremos predecir que le pasará a cada persona contando únicamente con la información de su genoma. Para poder desarrollar una medicina personalizada y predictiva será también necesario considerar el grado de variación en que los genes son activados y reprimidos en cada persona.
La investigación se realizó con fondos del European Research Council (ERC), Institució Catalana de recerca i Estudis Avanzats (ICREA) y el Ministerio de Ciencia e Innovación.
- Referencia: Burga, A; Casanueva, O; Lehner, B. Predicting mutation outcome from early stochastic variation in genetic interaction partners. Nature, 8th of December,. doi:10.1038/nature10665, 2011.
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