Nuestras células se dividen constantemente, y mientras lo hacen, la molécula de ADN - nuestro código genético - a veces se rompe.

El ADN tiene dos cadenas gemelas, y una ruptura en ambas se considera especialmente peligrosa.

Este tipo de ruptura de doble cadena puede conducir a reordenamientos del genoma que son distintivos de las células cancerosas, dijo James Daley, PhD, de la Escuela Larga de Medicina del Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas en San Antonio.

El Dr. Daley es el primer autor de una investigación, publicada en la revista Nature Communications, que arroja luz sobre un proceso de reparación de rotura de doble cadena llamado recombinación homóloga.

Junto con los autores principales Patrick Sung, DPhil, y Sandeep Burma, PhD, y otros colaboradores, el Dr. Daley encontró que entre una serie de mecanismos que inician la recombinación homóloga, cada uno es bastante diferente.

La recombinación homóloga se inicia por un proceso llamado resección final de ADN, en el que una de las dos hebras de ADN en una ruptura es masticada por las enzimas de resección.

"Lo que es emocionante de este trabajo es que responde a un misterio muy antiguo entre los científicos", dijo el Dr. Daley. "Durante una década hemos sabido que las enzimas de resección están a la vanguardia de la recombinación homóloga. Lo que no sabíamos es por qué tantas de estas enzimas están involucradas, y por qué necesitamos tres o cuatro enzimas diferentes que parecen cumplir la misma tarea en la reparación de roturas de doble cadena".

Un conjunto de herramientas, cada una de ellas finamente ajustada

"A primera vista, parece haber bastante redundancia", dijo el Dr. Sung, que ocupa la Cátedra Distinguida de Química Robert A. Welch en la UT Health San Antonio. "Nuestro estudio es significativo al mostrar que la redundancia percibida es realmente una noción muy ingenua."

Las vías de resección de ADN son en realidad muy específicas, según los hallazgos.

"Es como un mecánico de motores que tiene un conjunto de herramientas a su disposición", dijo el Dr. Sung. "La herramienta que utiliza depende del problema que necesita ser reparado. De la misma manera, cada herramienta de reparación del ADN en nuestras células está diseñada para reparar un tipo distintivo de rotura en nuestro ADN."

El equipo de investigación estudió roturas complejas que presentaban roturas de doble cadena con otros tipos de daños en el ADN cercanos - tales roturas complejas son más relevantes fisiológicamente, dijo el Dr. Daley.

Los estudios en el campo de la reparación del ADN tienden a buscar versiones más simples de roturas de doble cadena, dijo.

El Dr. Daley encontró que cada enzima de resección está diseñada para lidiar con un tipo específico de ruptura compleja, lo que explica por qué un conjunto diverso de herramientas de enzimas de resección ha evolucionado a lo largo de milenios.

Las ramificaciones del cáncer

El Dr. Burma, el Presidente Distinguido de la Fundación de la Familia Mays en Oncología en el Centro de Cáncer de UT Health San Antonio MD Anderson, dijo que los entendimientos fundamentales recogidos de esta investigación podrían algún día conducir a mejores tratamientos contra el cáncer.

"Las implicaciones terapéuticas del cáncer son inmensas", dijo el Dr. Burma. "Esta investigación de nuestro equipo es oportuna porque un nuevo tipo de radioterapia, llamada terapia de iones de carbono, está siendo considerada en los EE.UU. Si bien está dirigida con mucha más precisión a los tumores, es probable que esta terapia induzca exactamente el tipo de daño complejo del ADN que estudiamos. Comprender cómo las enzimas específicas reparan los daños complejos podría conducir a estrategias para aumentar drásticamente la eficacia de la terapia contra el cáncer".

Parte de la investigación está financiada por la NASA.

"Este tipo de roturas complejas de ADN también son inducidas por la radiación espacial", dijo el Dr. Burma. "Por lo tanto, la investigación es relevante no sólo para la terapia del cáncer, sino también para los riesgos de cáncer inherentes a la exploración espacial."

Fuente: University of Texas Health Science Center at San Antonio