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El estudio del epigenoma identifica una conexión entre longevidad celular y cáncer

Investigadores del IDIBAPS-UB que han participado en el trabajo: al fondo, Giancarlo Castellano, Martí Duran, Iñaki Martín Subero, Ron Schuyler y Simon Heath; delante, Núria Verdaguer, Roser Vilarrasa, Ana Queirós, Marta Kulis, Angelika Merkel y Anna Esteve. Foto: IDIBAPS

Investigadores del IDIBAPS-UB que han participado en el trabajo: al fondo, Giancarlo Castellano, Martí Duran, Iñaki Martín Subero, Ron Schuyler y Simon Heath; delante, Núria Verdaguer, Roser Vilarrasa, Ana Queirós, Marta Kulis, Angelika Merkel y Anna Esteve. Foto: IDIBAPS

09/06/2015

Recerca

Investigadores de la Universidad de Barcelona y del Instituto de Investigaciones Biomédicas August Pi i Sunyer (IDIBAPS) lideran un estudio, publicado en la prestigiosa revista Nature Genetics, en el que se muestra una conexión inesperada entre los cambios epigenéticos asociados a la maduración de los linfocitos y los observados en el cáncer. Los dos procesos comparten modificaciones similares en amplias regiones del genoma. El trabajo, dirigido por Iñaki Martín Subero, investigador del Departamento de Anatomía Patológica, Farmacología y Microbiología de la UB y del IDIBAPS, analiza por primera vez el epigenoma durante la maduración celular de los linfocitos B —las células del sistema inmunitario encargadas de producir los anticuerpos—, y proporciona los mapas epigenéticos de cada paso de este proceso.

 

En 2001, después de la secuenciación del genoma humano, los científicos constataron que conocer la secuencia completa del ADN no implicaba comprender sus funciones, o que una misma secuencia genética podía dar lugar a los múltiples tipos celulares que componen el organismo. De aquí se deriva la importancia del estudio del epigenoma, que es todo lo que altera la expresión de los genes pero sin modificar la cadena del ADN. «Es como el software que controla las funciones del genoma, el cual, en este caso, representaría el hardware», explica el profesor Iñaki Martín Subero.

El artículo profundiza en los procesos epigenéticos que tienen lugar durante la maduración de los linfocitos B de la sangre y demuestra que el epigenoma humano es mucho más dinámico de lo que se creía: en el proceso de maduración normal de estas células cambia un 30 % del epigenoma, lo que afecta a varios millones de regiones del genoma. «Esta puede ser la clave para que un solo genoma pueda generar la gran cantidad de células con funciones diferentes que componen nuestro organismo», subraya Martín Subero.

El estudio también revela que, a diferencia de lo que se había publicado hasta ahora respecto a la metilación del ADN —el principal mecanismo epigenético—, tan solo una pequeña proporción de los cambios en el grado de metilación tiene que ver con la expresión de los genes. Así, remarca Martín Subero, «parece que la metilación es la que imprime en el ADN la historia de las células desde su origen en la célula madre hasta que están totalmente diferenciadas». La metilación, prosigue, «nos habla de qué regiones del genoma tienen funciones esenciales para la maduración de los linfocitos, de cuánto han proliferado durante este proceso y también de su edad celular».

 

Nuevo enfoque en la epigenética del cáncer

Por otra parte, el estudio revela que más de la mitad de los cambios epigenéticos que se creían específicos de las células tumorales se observan también en células de la sangre de larga vida. Este hallazgo inesperado cuestiona los modelos actuales de la epigenética del cáncer. «Hemos encontrado una firma epigenética en los linfocitos de larga vida que anteriormente solo se asociaba a las células del cáncer», explica Martín Subero. Este trabajo propone un nuevo modelo integrador en el que la longevidad celular, tanto si ocurre en el contexto del cáncer como en el envejecimiento o en células sanas, se asocia con características epigenéticas similares.

En el estudio, coordinado desde el IDIBAPS y la UB, han participado laboratorios de Barcelona, Madrid y Pamplona e investigadores de instituciones de Alemania, Francia, Holanda, Reino Unido, Estados Unidos y Corea del Sur. Para poder descifrar cómo cambia el epigenoma a medida que los linfocitos maduran, ha sido esencial la participación del Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG) de Barcelona. Según Ivo Gut, director del CNAG, «este estudio ha requerido la aplicación de técnicas avanzadas de secuenciación masiva y el desarrollo de nuevos métodos de análisis». Marta Kuli, investigadora de la UB y primera firmante del estudio, señala que «el análisis de los datos ha sido un auténtico desafío: hemos trabajado durante tres años para hacer los experimentos y extraer toda la información contenida en la enorme cantidad de datos generados».

La investigación abre nuevos horizontes en el estudio de las células del sistema inmunológico, el envejecimiento y el cáncer, y ofrece a la comunidad científica una nueva herramienta con implicaciones tanto en investigación básica como traslacional. Elías Campo, director de Investigación del Hospital Clínic de Barcelona, catedrático de la UB y coautor del estudio, subraya que «la principal contribución de este trabajo es proporcionar una nueva visión que relaciona la maduración celular normal y el cáncer, y que cambia nuestra forma de percibir el epigenoma de esta enfermedad».

 

El proyecto Blueprint

El estudio se enmarca en el proyecto Blueprint, la contribución de la Unión Europea al Consorcio Internacional del Epigenoma Humano. Con una inversión de 30 millones de euros, el proyecto prevé generar al menos cien epigenomas de referencia de las células sanguíneas de personas sanas y con diferentes enfermedades asociadas (leucemias, linfomas o enfermedades autoinmunitarias). El equipo de Martín Subero y Campo se encarga de generar el epigenoma de los linfocitos B y de varios tipos de cánceres derivados de este tipo celular.

 

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