La citosina es uno de los cuatro componentes genéticos principales, o nucleótidos, que forman 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 la forma en que se activan o desactivan genes importantes. Estos errores genéticos pueden causar estragos en la actividad saludable de las células.
El análisis de estas marcas es importante para los investigadores que intentan determinar el papel exacto de la metilación en diversos problemas de salud. Sin embargo, los métodos actuales de mapeo de la metilación tienen deficiencias importantes, como el manejo agresivo 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 nanoporosa 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, mediante un análisis minucioso de los datos de secuenciación nanoporosa, 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 Investigación Oncológica de Ontario y profesor adjunto de Ciencias de la Computación 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 memoria USB grande. Cuando se utiliza esta unidad, el ADN se extrae a través de 512 orificios extremadamente pequeños, mientras 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 afirmaron que primero utilizaron ADN metilado sintéticamente para “entrenar” a su software 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 del software en muestras de ADN derivadas de células cancerosas de mama humanas y detectaron con éxito cambios en la metilación entre las muestras cancerosas y las normales.
“Esta técnica permite leer fragmentos largos de ADN y observar cambios en el grado de metilación de la muestra”, explica Winston Timp, profesor adjunto de ingeniería biomédica en la Universidad Johns Hopkins, quien supervisó la investigación y fue el autor principal del artículo publicado en la revista. “Nos permite observar cómo se producen los cambios en la metilación en moléculas individuales a medida que pasan por este poro”.”
Según los investigadores, esta información es importante porque se cree que la metilación defectuosa influye en los defectos congénitos y en enfermedades como la artritis reumatoide y el cáncer. “Ya sabemos”, afirma Timp, “que los cambios en la metilación aparecen en las primeras fases del desarrollo del cáncer”.”
Afirmó que disponer de 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 precisos y adaptados a la composición genética de cada paciente.
Para contribuir al avance de esta investigación, los miembros del equipo han puesto a disposición de forma gratuita y en código abierto su software de secuenciación nanoporosa para la detección de la metilación del ADN en https://github.com/jts/nanopolish.
“Hemos dado un paso decisivo en esta línea de investigación”, afirmó Timp. “Espero que otros profesionales del sector empiecen a utilizar el software de inmediato”.”
“Felicitaciones 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 software de secuenciación genética y sus hallazgos”, declaró Reza Moridi, secretario de Investigación, Innovación y Ciencia de Ontario. “Estos nuevos conocimientos sobre la metilación del ADN podrían contribuir al desarrollo de métodos nuevos e innovadores para detectar y tratar el cáncer”.”
Fuente: http://www.biosciencetechnology.com/news/2017/02/new-gene-sequencing-software-could-aid-early-detection-treatment-cancer
Fecha: 24/2/2017