Un equipo de investigación de Estados Unidos y Canadá ha desarrollado y probado con éxito un nuevo software computacional que determina si una muestra de ADN humano, mediante análisis de ADN, incluye un añadido epigenético relacionado con el cáncer y otras afecciones adversas para la salud.
En el número del 20 de febrero de la revista Nature Methods, miembros de un equipo de la Universidad Johns Hopkins, el Instituto de Ontario para la Investigación del Cáncer y la Universidad de Toronto detallan su prometedor nuevo método para detectar la presencia de una marca adicional en el ADN denominada metilación de la citosina.
La citosina es uno de los cuatro principales componentes genéticos, o nucleótidos, que componen el ADN. La metilación se refiere simplemente a la presencia de un grupo bioquímico (metilo) unido a un nucleótido, en este caso la citosina. Esta versión alterada de la citosina puede afectar a la forma en que se activan o desactivan genes importantes. Estos desajustes genéticos pueden causar estragos en la actividad saludable de las células.
Examinar estas marcas es importante para los investigadores que intentan determinar el papel preciso de la metilación en diversos problemas de salud. Pero los métodos actuales para cartografiar la metilación tienen defectos persistentes, como la manipulación brusca de la muestra de ADN y la necesidad de utilizar muestras de tejido especialmente grandes y pretratadas.
El nuevo software descrito en Nature Methods se utiliza con un dispositivo de secuenciación por nanoporos disponible en el mercado. Los autores afirman que esta técnica permitirá caracterizar directamente la metilación del ADN a partir de muestras de tejido más pequeñas. "Demostramos que con un análisis cuidadoso de los datos de secuenciación por nanoporos podemos extraer esta capa adicional de información", afirma el autor principal, Jared T. Simpson, investigador principal del Programa de Informática y Bioinformática del Instituto de Ontario para la Investigación del Cáncer y profesor adjunto de Informática en la Universidad de Toronto.
El software del equipo internacional está diseñado para funcionar con un secuenciador MinION de Oxford Nanopore Technologies, aproximadamente del tamaño de una unidad USB grande. Cuando se utiliza esta unidad, el ADN es arrastrado a través de 512 orificios extremadamente pequeños, por los que pasa una corriente eléctrica. Los cambios distintivos en la corriente a medida que el ADN se mueve a través del orificio permiten al software identificar la secuencia del ADN, y ahora también las marcas de metilación en el ADN.
En el artículo publicado en Nature Methods, los investigadores explican que primero utilizaron ADN metilado sintéticamente para "entrenar" a su programa informático a distinguir entre la citosina metilada y la citosina que carece de la unión bioquímica crucial.
A continuación, los miembros del equipo probaron el proceso informático en muestras de ADN derivadas de células de cáncer de mama humano y detectaron con éxito cambios en la metilación entre las muestras cancerosas y las normales.
"Esta técnica puede leer largos fragmentos de ADN y observar cambios en el grado de metilación de la muestra", explica Winston Timp, profesor adjunto de Ingeniería Biomédica en Johns Hopkins, que supervisó la investigación y es autor principal del artículo de la revista. "Nos permitió observar cómo aparecen los cambios de metilación en moléculas individuales a medida que atraviesan este poro".
Esta información es importante, afirman los investigadores, porque se cree que una metilación defectuosa interviene en defectos congénitos y enfermedades como la artritis reumatoide, así como en el cáncer. "Ya sabemos", dijo Timp, "que los cambios en la metilación aparecen en las primeras fases del desarrollo del cáncer".
Más información sobre la metilación del ADN podría ser útil para idear nuevas formas de detectar el cáncer en una fase más temprana y desarrollar nuevos tratamientos más adaptados a la composición genética del paciente.
Para contribuir al avance de este tipo de investigación, los miembros del equipo han puesto a disposición de los interesados su software de secuenciación por nanoporos para detectar la metilación del ADN. https://github.com/jts/nanopolish.
"Hemos dado un paso decisivo en esta línea de investigación", afirma Timp. "Mi esperanza es que otros profesionales de este campo empiecen a utilizar el software de inmediato".
"Enhorabuena a los miembros del equipo de la Universidad Johns Hopkins, el Instituto de Investigación Oncológica de Ontario y la Universidad de Toronto por su nuevo programa informático de secuenciación genética y sus hallazgos", ha declarado Reza Moridi, ministro de Investigación, Innovación y Ciencia de Ontario. "Estos nuevos conocimientos sobre la metilación del ADN podrían ayudar a encontrar formas nuevas e innovadoras de detectar y tratar el cáncer".
Fuente: http://www.biosciencetechnology.com/news/2017/02/new-gene-sequencing-software-could-aid-early-detection-treatment-cancer
Fecha: 2/24/2017
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