Un mapa del tesoro para entender las causas epigenéticas de la enfermedad.

Más de 15 años después de que los científicos cartografiaran el genoma humano, la mayoría de las enfermedades aún no se pueden predecir en función de los genes, lo que lleva a los investigadores a explorar las causas epigenéticas de la enfermedad. Pero el estudio de la epigenética no puede abordarse de la misma manera que la genética, por lo que el progreso ha sido lento.

Ahora, los investigadores del Centro de Investigación de Nutrición Infantil del USDA / ARS en el Baylor College of Medicine y el Texas Children’s Hospital han determinado una fracción única del genoma en la que los científicos deberían enfocarse. Su informe, que proporciona un “mapa del tesoro” para acelerar la investigación en epigenética y enfermedades humanas, se publicó en Genome Biology.

La epigenética es un sistema para el marcado molecular del ADN: le dice a las diferentes células del cuerpo qué genes activar o desactivar en ese tipo de célula. Pero la naturaleza específica de la célula de la epigenética hace que sea difícil de estudiar.

Mientras que una muestra de sangre puede usarse para “genotipar” a un individuo, la mayoría de las marcas epigenéticas en el ADN de la sangre no proporcionan pistas sobre la desregulación epigenética en otras partes del cuerpo, como el cerebro o el corazón.

El Dr. Robert A. Waterland, profesor de pediatría – nutrición y de genética molecular y humana en Baylor, y su equipo identificaron regiones especiales del genoma donde se puede usar una muestra de sangre para inferir la regulación epigenética en todo el cuerpo, lo que permite a los científicos realizar pruebas Por causas epigenéticas de la enfermedad.

Para ello, se centraron en la forma más estable de regulación epigenética: la metilación del ADN. Esta adición de grupos metilo a la molécula de ADN ocurre en el estado embrionario y puede afectar la salud durante toda su vida.

Para identificar las regiones genómicas en las que la metilación del ADN difiere entre las personas pero es consistente en diferentes tejidos, perfilaron la metilación del ADN en todo el genoma en tres tejidos (tiroides, corazón y cerebro) de cada uno de los 10 cadáveres.

“Dado que cada uno de estos tejidos representa una capa diferente del embrión temprano, esencialmente estamos retrocediendo en el tiempo a los eventos que ocurrieron durante el desarrollo embrionario temprano”, dijo Waterland. “Para mapear la metilación del ADN, convertimos la información de la metilación en una señal genética, luego secuenciamos los genomas. Nuestro atlas requirió cantidades masivas de datos de secuenciación, 370 veces más que los que se usaron para el primer mapa del genoma humano en 2001”.

Las casi 10,000 regiones que los investigadores mapearon, llamadas regiones correlacionadas de variación interindividual sistémica (CoRSIV), comprenden un nivel de individualidad molecular previamente no reconocido en los seres humanos.

“Estudios recientes ya muestran que la metilación en estas regiones está asociada con una variedad de enfermedades humanas, entre ellas la obesidad, el cáncer, el autismo, la enfermedad de Alzheimer y el paladar hendido”, dijo el Dr. Cristian Coarfa, profesor asociado de biología molecular y celular en Baylor and co. -Líder del proyecto.

Waterland cree que estos hallazgos transformarán el estudio de la epigenética y la enfermedad, ya que los investigadores ahora sabrán dónde buscar en el genoma.

“Debido a que el marcado epigenético tiene el poder de silenciar de manera estable o activar de forma estable los genes, cualquier enfermedad que tenga una base genética podría tener una base epigenética”, dijo Waterland. “Existe un potencial increíble para que entendamos los procesos de la enfermedad desde una perspectiva epigenética. Los CoRSIV son la puerta de entrada a eso”.

Mayor información: Chathura J. Gunasekara, C. Anthony Scott, Eleonora Laritsky, et al. «A genomic atlas of systemic interindividual epigenetic variation in humans». Genome Biology, Published: 03 June 2019.