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Amparo Tolosa, Genética Médica News

 

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Con una población mundial cada vez más envejecida (el número de personas con más de 80 años se verá triplicado para el año 2050) en los últimos años numerosas investigaciones han dirigido sus esfuerzos a mejorar la esperanza de vida saludable. Un punto importante en la búsqueda de la receta para vivir más y mejor es disponer de biomarcadores que informen a los investigadores o a los profesionales clínicos sobre cómo de bien o mal está envejeciendo una persona a nivel biológico. Con este objetivo, un equipo de investigadores de la Universidad Brown de EE.UU. y la Universidad de Bolonia de Italia acaba de plantear el ADN libre circulante como un potencial biomarcador del envejecimiento saludable.

 

La búsqueda de la receta para vivir más y mejor requiere disponer de biomarcadores que informen a los investigadores o a los profesionales clínicos sobre lo bien o mal está envejeciendo una persona. Imagen: Rawpixel, vía Unsplash.

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Las biopsias líquidas ofrecen una oportunidad con gran potencial para estudiar diferentes factores de la salud y estado fisiológico de una persona. Cuando las células mueren, independientemente de si lo hacen debido a una enfermedad o a un proceso fisiológico natural, parte de su material hereditario, su ADN, es liberado al torrente sanguíneo. Este ADN libre presente en el plasma puede informar a los investigadores de la existencia de cáncer cuando presenta ciertos perfiles epigenéticos o contiene mutaciones concretas no presentes en las células sanas. Del mismo modo, el ADN circulante puede informar de un exceso de inflamación, como el que caracteriza al envejecimiento.  Por otra parte, las biopsias líquidas ofrecen una sencilla forma de tomar muestras informativas sin la necesidad de recurrir a métodos más invasivos.

Los investigadores del estudio han comparado el ADN libre circulante en plasma de personas jóvenes, personas alrededor de los 70 años de edad y centenarios, tanto sanos como enfermos y han encontrado diferencias en cómo está empaquetado el ADN en estos grupos, aspecto muy relacionado con la expresión génica.

Concretamente,  el equipo ha analizado los patrones de fragmentación del ADN libre para determinar cómo era la distribución de nucleosomas (la unidad básica de compactación del ADN) en las células desde las que el ADN fue liberado al plasma. La parte de la cadena de ADN que se encuentra compactada alrededor de las proteínas histonas en el nucleosoma  se encuentra más protegida de la digestión del ADN que se produce durante la apoptosis o muerte celular por lo que el análisis del tamaño de los fragmentos de ADN libre circulante puede informar de la distribución de nucleosomas.

 

El equipo de investigadores ha analizado los patrones de fragmentación de ADN libre en plasma para determinar cómo era la distribución de nucleosomas en las células de origen del ADN liberado en plasma. Imagen: Darryl Leja, National Human Genome Research Institute,(https://www.genome.gov (National Institute of Health).

 

Los investigadores han encontrado que el espacio entre nucleosomas es más irregular conforme aumenta la edad de las personas analizadas. Además, las señales de compactación de los nucleosomas obtenidos en los centenarios saludables son más parecidas a las de los jóvenes de 20 años que a la de las personas de 70 años.

“Entre otros rasgos, los centenarios saludables mantienen  perfiles epigenómicos de individuos más jóvenes”, señala Nicola Neretti, investigador en la Universidad Brown y director del trabajo. “Tal y como ocurre en envejecimiento muchas cosas funcionan de forma conjunta y no está claro cuál es la causa o el efecto. Con nuestra prueba de ADN libre circulante esperamos ganar conocimiento de estos cambios epigenéticos y de lo que significan.”

Asimismo, al analizar la secuencia de los fragmentos, los investigadores han detectado que con la edad se produce una pérdida de ADN libre circulante en diferentes regiones del genoma, como por ejemplo regiones de inicio de la transcripción o de terminación de la transcripción. Lo mismo ocurre con ciertos elementos móviles del genoma, que dejarían de estar controlados y podrían movilizarse por el genoma, alterando su equilibrio funcional.

En los últimos tiempos, el análisis del ADN libre circulante en sangre ha sido ampliamente estudiado para detectar la presencia de cáncer, su origen o incluso la respuesta a la quimioterapia. El reciente estudio, publicado en Aging Cell, es el primero en mostrar evidencias de que el ADN libre puede ser utilizado como biomarcador en envejecimiento. “El ADN libre circulante es algo así como un mensaje en una botella que captura cómo se encuentran las células en términos epigenéticos antes de morir”, indica Neretti. “Mucha de la maquinaria celular está implicada en mantener el espaciado de nucleosomas, y estos componentes pueden degenerar conforme envejecemos. El espaciado de nucleosomas es simplemente la lectura de los cambios en esa maquinaria”.

En la actualidad, los investigadores trabajan para mejorar el proceso de extracción de ADN libre circulante y optimizar el análisis. Además, planean analizar un mayor número de muestras para confirmar la utilidad del  ADN libre circulante como biomarcador y evaluar también otros mecanismos epigenéticos, con el objetivo de determinar de qué tipo de células o tejido deriva exactamente el ADN libre circulante en diferentes edades. Esta información podría mejorar ampliamente el conocimiento de los procesos celulares implicados en el envejecimiento, lo que a su vez es un paso necesario para poder definir estrategias terapéuticas dirigidas a prolongar la vida saludable.

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Referencia: Teo YV, et al. Cell‐free DNA as a biomarker of aging. Aging Cell. 2018. Doi: https://doi.org/10.1111/acel.12890

Fuente: Researchers detect age-related differences in DNA from blood. https://www.eurekalert.org/pub_releases/2018-12/bu-rda121918.php

 

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