Las últimas investigaciones en el campo de la reparación del ADN traen conocimientos revolucionarios que podrían mejorar el tratamiento del cáncer, especialmente en casos de cáncer colorrectal, la segunda causa principal de mortalidad relacionada con el cáncer en el mundo. Científicos de instituciones prestigiosas como la Universidad de Oxford y la Universidad Tecnológica de Nanyang en Singapur han descubierto un mecanismo clave en la reparación del ADN dañado, un proceso conocido como nucleofagia, que tiene un potencial significativo para mejorar los resultados de la quimioterapia en pacientes con cáncer.

Los daños en el ADN pueden ser causados por numerosos factores, incluyendo la radiación UV, productos químicos ambientales y procesos biológicos naturales. Los mecanismos clásicos de reparación del ADN se centran en reparar dentro del núcleo celular y de las mitocondrias, donde se encuentra el material genético. Sin embargo, el último descubrimiento muestra que el ADN dañado puede ser eliminado del núcleo a través del proceso de nucleofagia. Este proceso permite la eliminación de fragmentos dañados de ADN a través de los sistemas de desechos celulares, preservando así la integridad del genoma y prolongando la vida de las células.

Una nueva vía de reparación: nucleofagia y el papel de la proteína TEX264

El principal actor en este proceso es la proteína TEX264, que reconoce los daños en el ADN y los dirige hacia los orgánulos celulares responsables de la degradación: los lisosomas. TEX264 facilita la eliminación de fragmentos dañados de ADN, lo que es crucial para la supervivencia de las células bajo el estrés de la quimioterapia. Este mecanismo asegura que los daños en el ADN se eliminen antes de que causen mutaciones que podrían llevar a la formación de tumores.

Los estudios han demostrado que los pacientes con niveles elevados de la proteína TEX264 tienen mejores respuestas a la terapia, especialmente al tratamiento del cáncer colorrectal con quimioterapia que incluye inhibidores de la topoisomerasa I, como la terapia FOLFIRI. Estos conocimientos permiten predecir la efectividad de la terapia en función de los niveles de esta proteína en las células tumorales, abriendo la puerta a enfoques terapéuticos más precisos. Los científicos creen que apuntar a esta proteína podría debilitar las células tumorales y mejorar los resultados del tratamiento.

Peces cebra: un modelo clave para estudiar los procesos celulares

En los estudios con peces cebra, organismos cuyo genoma es notablemente similar al humano, los científicos han podido demostrar cómo la inactivación de la proteína TEX264 provoca la acumulación de daños en el ADN. Este modelo permite el seguimiento de los procesos celulares en tiempo real, y gracias a los embriones transparentes y la fertilización externa, los investigadores pueden observar fácilmente cómo las células responden a los daños en el ADN. Los peces cebra proporcionan un modelo simple y efectivo para investigar los mecanismos de daño del ADN y su impacto en el desarrollo de enfermedades.

Estos peces cebra se han utilizado en combinación con técnicas avanzadas como el análisis bioquímico, la espectrometría de masas y la bioinformática para determinar con precisión cómo TEX264 participa en la reparación del ADN. Los investigadores también han utilizado muestras de tejido de pacientes con cáncer colorrectal para validar los hallazgos de los peces cebra, demostrando que este proceso es crucial para mantener la estabilidad del genoma en el contexto de las terapias.

Implicaciones clave para futuros tratamientos

Uno de los descubrimientos más importantes es la posibilidad de bloquear TEX264 como una estrategia para mejorar la quimioterapia. Combinar inhibidores de esta proteína con medicamentos existentes podría debilitar aún más las células tumorales y evitar que reparen los daños en el ADN, aumentando así la efectividad de la terapia. Este descubrimiento no solo abre puertas a nuevos enfoques para tratar el cáncer colorrectal, sino que también podría extenderse a otros tipos de tumores, incluyendo cáncer de páncreas, ovarios, mama y pulmón.

Los resultados de la investigación representan un paso clave hacia adelante en la comprensión de cómo las células mantienen la integridad del ADN bajo estrés terapéutico y ofrecen esperanza a los pacientes cuyo cáncer muestra resistencia a tratamientos estándar. Los estudios futuros se centrarán en investigar más a fondo el papel de la nucleofagia en la respuesta a los medicamentos de quimioterapia, con el objetivo de confirmar estos hallazgos en el contexto de otros tipos de cáncer.

Investigación de laboratorio y tecnologías avanzadas

En el Instituto Ruđer Bošković, los investigadores han establecido un laboratorio de primer nivel para estudiar peces cebra, utilizando tecnologías avanzadas como el sistema CRISPR-Cas para manipulaciones genéticas. Esto permite la creación de nuevas cepas de peces cebra que son esenciales para investigar enfermedades humanas. Los peces cebra también cumplen con las directrices de la Comisión Europea sobre el uso de modelos animales en investigaciones científicas, lo que reduce la dependencia de modelos más complejos como los roedores. Este modelo ofrece una ayuda invaluable en la investigación biomédica, especialmente para enfermedades como el cáncer, enfermedades neurodegenerativas y problemas cardíacos.

El potencial para utilizar peces cebra en laboratorios de todo el mundo subraya aún más su valor en la medicina moderna. Los científicos de todo el mundo están reconociendo cada vez más la importancia de este organismo modelo, lo que indica una aplicación más amplia de las técnicas de investigación que ya se han desarrollado en laboratorios como el Instituto Ruđer Bošković.

Fuente: Instituto Ruđer Bošković