Cánceres infecciosos: la versión del ADN Understand article
Traducido por Silvia Manzanero. ¿Cómo puede una célula volverse cancerosa… y cómo puede un cáncer volverse infeccioso? En este artículo, el segundo sobre los cánceres transmisibles, Elizabeth Murchison nos cuenta lo que revelan los detalles genéticos.
Imagen cortesía de Wayne
McLean/Wikipedia
La Dra Elizabeth Murchison llama a su disciplina “arqueología molecular”: en vez de examinar viejas rocas y huesos, observa detalladamente las moléculas de ADN e intenta identificar las mutaciones clave que han alterado la naturaleza de las células donde se encuentran.
La intención de la Dra Murchison es escribir la historia de la aparición y dispersión de una enfermedad terrible, la enfermedad de tumores faciales del demonio de Tasmania o ETFD. El causante de esta enfermedad infecciosa no es un virus o una bacteria, sino unas células cancerígenas que se han vuelto capaces de pasar de un individuo a otro, causando tumores fatales en el nuevo receptor. No infecta a los seres humanos, pero la ETFD es tan virulenta que, a pesar de haber aparecido hace tan sólo unas décadas, amenaza ahora con extinguir al demonio de Tasmania, la especie a la que afecta.
El cáncer arqueológico
La secuencia de nucleótidos del tumor de la ETFD se podría considerar un documento arqueológico compuesto por el genoma del tumor original de hace unos 30 años sumado a las mutaciones acumuladas desde entonces. La Dra Murchison dice que «como arqueólogos moleculares, unimos la variación genómica que encontramos hoy e intentamos averiguar lo que ocurrió con el tumor original, y lo que ocurrió después.»
de la EFTD en Tasmania en
2007.
Imagen del dominio público;
fuente: Wikipedia
Todos los cánceres, no sólo los transmisibles, se originan cuando una célula acumula mutaciones. Cada vez que una célula se divide y el ADN se copia, existe la posibilidad de que aparezcan mutaciones nuevas. Los agentes cancerígenos, como el humo del cigarrillo o la infección por el virus del papiloma humano (VPH), también pueden causar mutaciones. Algunas mutaciones que aumentan el riesgo de cáncer se pueden heredar, como el gen BRCA1 que está asociado al cáncer de mama.
Lo normal es que el ADN de las células de los tumores humanos haya sufrido entre 1.000 y 5.000 mutaciones, aunque el número puede llegar a 100.000 o más cuando una persona ha estado expuesta a agentes cancerígenos durante mucho tiempo.
Mutaciones sorprendentemente escasas
Al principio, el grupo de la Dra Murchison pensaba que el cáncer de la ETFD iba a tener muchas más mutaciones que los cánceres humanos, debido a sus propiedades excepcionales y a la singularidad de los cánceres transmisibles… pero resultó no ser el caso. Dice que «hemos estimado que la ETFD tiene unas 20.000 mutaciones, que es menos que algunos cánceres humanos. Esto implica que, para ser transmisible, no necesita muchas, sino algunas mutaciones clave que permitan al cáncer extenderse y sobrevivir en el nuevo receptor».
El grupo está intentando identificar estas mutaciones clave. El primer paso ha sido obtener la información genética de las células normales del demonio de Tasmania, para poder compararla con el ADN del tumor. «Al no existir un genoma de referencia, tuvimos que empezar por secuenciar el genoma del demonio de Tasmania», dice la Dra Murchison. «Si secuenciáramos solamente los genes del cáncer de la EFTD, no habría manera de saber qué genes habían mutado y cuáles eran normales». Esta tarea como tal ya era difícil y parecida a la de establecer el genoma de referencia humanow1.
El siguiente paso, comparar el ADN de los tumores de la EFTD con el genoma de referencia, no fue tan simple como parece. La enfermedad se desarrolló a partir de los años 80, así que al comparar el genoma de referencia y un tumor de la EFTD, no estaba claro si la variación genética descubierta procedía del tumor original o si era el resultado de mutaciones acumuladas en los últimos 30 años. Para distinguir las mutaciones originales que dieron lugar a la enfermedad de aquellas que ocurrieron después, el grupo está llevando a cabo una “búsqueda a gran escala”, secuenciando el ADN de cientos de demonios de Tasmania normales y comparándolo con el ADN de cientos de tumores de la EFTD.
Los resultados obtenidos hasta ahora demuestran que el tumor transmisible original apareció en una hembra de demonio de Tasmania, pues el genoma del tumor presenta dos cromosomas X. También se ha encontrado la base genética de uno de los cambios clave, que es la capacidad del tumor de evadir el sistema inmune del receptor al suprimir un gen responsable de la señal molecular que identifica a las células normales como “amigas o enemigas”. Este descubrimiento, unido al parecido genético de los demonios de Tasmania de toda la población, explica que las células de un individuo puedan proliferar en otro sin iniciar una respuesta inmune. Esta información ya se está utilizando en la búsqueda de una vacuna contra la EFTD. También se ha investigado la evolución de la línea celular tumoral de la EFTD durante su expansión por Tasmania, revelando distintos subtipos genéticos del tumor.
La Dra Murchison también está investigando la otra forma conocida de cáncer transmisible, el tumor venéreo transmisible, que afecta a los perros. Como en el caso de la EFTD, su objetivo es unir los perfiles genéticos de los animales en que aparecieron los tumores originales para luego trazar el camino evolutivo que siguieron (ver recuadro).
La genética del tumor venéreo transmisible canino
El análisis genético revela que todos los tumores transmisibles caninos que hoy existen tienen un ancestro común ¡que surgió hace 11.000 años! También ha aportado detalles del aspecto del perro que tuvo el primer tumor, como se muestra en este boceto.
Imagen cortesía de Emma Werner
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Nombre del gen |
Característica física asociada al gen |
|---|---|
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ASIP |
Pelaje de color “agutí” (mezclado) |
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CBD103 |
Posible pelaje de color negro |
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KRT71 |
Pelo liso u ondulado |
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FGF5 |
Pelo corto |
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IGF1 |
Tamaño mediano o grande |
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BMP3 |
Posible hocico afilado |
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MGAM |
Adaptado a una dieta de almidón y carne |
La lucha por la supervivencia
Volviendo a Tasmania, la gente que lucha por la conservación del demonio de Tasmania no se apoya solamente en la investigación que se ocupa de la amenaza de la EFTD. Un proyecto de conservación animal ha fundado una nueva población de demonios de Tasmania sanos y sin la infección en una pequeña isla, separada de la población principal. Así que mientras la labor científica continúa intentando entender esta devastadora enfermedad, el futuro de estos animalitos feroces va teniendo mejor aspecto. «Todos tenemos un objetivo común claro que es tratar de hacer algo para ayudar al demonio», dice la Dra Murchison.
Web References
- w1 – El genoma humano de referencia fue descubierto por la Proyecto del Genoma Humano. Para más información, visita el sitio web del proyecto.
Resources
- Para una introducción a la EFTD, lee el primero de dos artículos de Science in School sobre el tema:
- Watt S (2015) Infectious cancers. Science in School 32: 6–9.
- Lee más sobre la EFTD y cómo se trata de salvar al demonio de Tasmania.
- Escucha una clase corta en la que Elizabeth Murchison explica su trabajo a una audiencia amplia.
- Para leer un artículo sobre los cánceres transmisibles:
- Giles C (2010) Sympathy for the devil. Wellcome News 62: 8–9
- Este número de Wellcome News se puede descargar del sitio web de Wellcome Trust.
Review
La segunda parte del relato de la EFTD se centra en la genética de los cánceres transmisibles. La EFTD es una enfermedad terrible que está reduciendo la población del demonio de Tasmania.
Este artículo se puede utilizar para explorar algunos temas de interés, como la “arqueología molecular”, la secuenciación del ADN/genoma y los aspectos inmunológicos de los cánceres típicos y de los transmisibles. El último párrafo plantea una idea que quizá sea de mayor interés, al describir una estrategia de conservación del demonio de Tasmania que se podría usar para generar debate sobre los problemas éticos y las limitaciones de los esfuerzos de conservación:
- ¿Deberían las personas intervenir en los procesos de selección natural?
O bien: ¿deberían las personas intentar salvar una especie amenazada por causas naturales?
- Teniendo en cuenta los descubrimientos de Charles Darwin sobre los pinzones de las Islas Galápagos, ¿tenemos derecho a seleccionar un grupo de individuos y separarlos de la población general? ¿Qué consecuencias tiene para la especie el aislamiento reproductivo de sus poblaciones?
Junto al primer artículo, este artículo estimula a los profesores de biología a mejorar sus conocimientos acerca de estos temas.
Luis M. Aires, Escuela Secundaria Antonio Gedeao, Portugal