Descubren cómo protegen las células la información genética cuando se dividen

Un equipo internacional del Institute of Molecular Cancer Research (IMCR) de la Universidad de Zúrich y del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) han publicado en la revista Nature el hallazgo de un mecanismo fundamental que las células usan cuando se dividen para proteger la información genética.

Concretamente, han comprobado cómo la proteína cohesina actúa como anclaje o cuerda de seguridad facilitando la reorganización del ADN recién copiado y evitando errores en el proceso de duplicación.

Hasta ahora, a la cohesina se la conocían dos funciones clave: mantener unidas las dos copias de los cromosomas que se generan antes de la división celular y lograr que el ADN recién copiado se pliegue correctamente dentro de cada nueva célula. 

“El plegamiento del ADN no es solo para que quepa. Los pliegues acercan físicamente partes del genoma que, si la molécula se dispone linealmente, pueden estar muy distantes. Eso determina qué regiones del genoma entran en comunicación con otras, y hace posible que genes alejados entre sí -atendiendo a la secuencia lineal de ADN- actúen de manera coordinada”, ha explicado Ana Losada, jefa del grupo de Dinámica Cromosómica del CNIO, coautora senior del nuevo estudio y la descubridora de la cohesina en vertebrados.

En el estudio se ha visto una nueva funcionalidad de esta proteína: proteger el material genético cuando está siendo copiado. “El proceso de duplicación se lleva a cabo por una compleja maquinaria de proteínas que se desplaza a gran velocidad por el ADN, que genera dos copias hijas iguales de cada cromosoma. A veces esta maquinaria topa con obstáculos o sufre estrés replicativo. La duplicación entonces se ralentiza o incluso detiene. Si estos frenazos no se gestionan bien, el ADN puede romperse o adquirir mutaciones que pueden contribuir al desarrollo de enfermedades como el cáncer”, ha señalado Losada. 

Lo que han visto los investigadores es que la cohesina entra en escena también cuando la duplicación se frena. “Se desplaza rápidamente a la zona afectada, para dar estabilidad y facilitar un plegamiento que protege la integridad del ADN”, ha especialista del CNIO. 

Desde este centro, han explicado que en el hallazgo se ha empleado una metodología genómica nueva que mapea la configuración espacial del ADN recién copiado, desarrollada por Daniel González, del IMCR, y Daniel Giménez, del CNIO, coautores del trabajo. “Esta metodología se ha complementado con ensayos de microscopía que permiten ver cómo se acumula la cohesina cerca del ADN recién copiado cuando hay estrés replicativo. También, se han usado versiones parcialmente defectuosas de la cohesina para entender cuáles de sus funciones son importantes para proteger el ADN”, han explicado desde el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas.

Impacto en la oncología de precisión

Este descubrimiento identifica un mecanismo molecular básico de la célula que podría tener un impacto directo en la oncología de precisión, ya que muchos tratamientos actuales funcionan provocando estrés replicativo para destruir a las células cancerosas. 

“Entender cómo la cohesina protege las horquillas de replicación puede ayudar a diseñar terapias combinadas que rompan este escudo biológico en las células tumorales y no en las sanas, logrando que los fármacos sean más efectivos y menos tóxicos”, ha señalado Daniel Giménez. 

Además, la cohesina está mutada en diversos tipos de cáncer, como sarcoma de Ewing, cáncer de vejiga y algunas leucemias mieloides. El nuevo resultado abre la puerta a entender el papel de la cohesina en la respuesta de los pacientes a los tratamientos. 

---