Ciencia. La importancia de considerar la interacción entre genes
Interesante
artículo comentado por Amparo Tolosa que insiste en algo ya conocido pero muy importante a tener presente
sobre genética y enfermedades humanas. Se publicó en Revista Genética Médica.
Revista Genética Médica
Revista Genética Médica
La
importancia de estudiar las interacciones entre genes
Amparo Tolosa,
Genotipia. 13 mayo 2019
Los genes no suelen actuar de forma individual. Forman parte de un sistema complejo, el
genoma, en el que se producen interacciones genéticas que llevan a que los
efectos de un gen o de una variante genética sean modificados por la acción de
otro elemento genético o se vean influenciados por un tercero.
Los genes no suelen actuar de forma individual.
Imagen: Indi Samarajiva (CC BY 2.0
https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/).
Identificar las interacciones entre los genes es
un paso esencial para poder entender el funcionamiento de las células y
tejidos, así como para conocer cómo se producen muchas de las enfermedades
humanas. Este conocimiento podría también contribuir a determinar por qué la
presencia de mutaciones que deberían desencadenar una enfermedad hereditaria no
siempre derivan en la patología o por qué una misma mutación puede manifestarse
de forma diferente en dos personas distintas. Además, puesto que el análisis
del genoma está siendo utilizado cada vez más en el ámbito de la medicina,
tanto en diagnóstico como en la toma de decisiones sobre el tratamiento, la
identificación de las interacciones génicas resulta especialmente importante
para proporcionar el mejor cuidado de los pacientes.
Los últimos avances en el estudio de las
interacciones entre genes han sido recopilados en una reciente revisión
publicada en Cell. El trabajo, dirigido por un equipo de investigadores
de la Universidad de Toronto, plantea también cómo los resultados obtenidos
hasta el momento pueden aportar información relevante para la salud humana y el
desarrollo de la medicina personalizada.
“Todos los datos de secuenciación del genoma
resaltan la complejidad de la herencia para la comunidad de expertos en
genética humana”, señala Brenda Andrews, profesora en el Centro Donelly de la
Universidad de Toronto. “La idea simple de un gen único dando lugar a una
enfermedad única es más una excepción que una norma”.
El concepto de interacción genética es simple: se
considera que dos genes interaccionan cuando la combinación de un alelo en uno
de ellos con un alelo del segundo genera un doble mutante con fenotipo
inesperado (es decir, cuando la combinación de ciertas formas de ambos genes
desencadena un efecto no esperado). Un ejemplo de interacción, por ejemplo, es
la letalidad sintética, que es aquella interacción extrema en la
que la presencia de mutaciones en uno cualquiera de dos genes resulta viable
para la célula, pero en la que la presencia de mutaciones en ambos genes de
forma simultánea induce letalidad.
Conocer las interacciones genéticas un paso
importante hacia la medicina personalizada. Imagen: Genotipia.
Identificar una interacción entre genes no siempre
es fácil, especialmente en los organismos complejos. Por esta razón, la mayoría
de los estudios destinados a identificar interacciones genéticas se llevan a
cabo en modelos animales simples o en levaduras. Estos sistemas más sencillos
permiten disponer de paneles de células en las que generar las dobles
mutaciones u organismos con mutaciones que pueden ser cruzados entre sí para
ver el resultado.
Además, muchas de las interacciones génicas están
organizadas, bien a través de las rutas bioquímicas o bien por los
compartimentos celulares en las que actúan las proteínas resultantes de la
actividad génica. Estas interacciones génicas pueden formar redes génicas
dentro de la célula que pueden ser detectadas y analizadas a partir de
diferentes aproximaciones.
Los autores del trabajo repasan los diferentes
tipos de interacciones génicas que pueden identificarse, así como los modelos
de estudio disponibles en la actualidad y los tipos de análisis que pueden
realizarse. Además, exponen cómo la información obtenida en sistemas sencillos
puede trasladarse a organismos más complejos, o cómo puede resultar
especialmente relevante en enfermedades humanas como el cáncer.
Los investigadores también destacan el papel de
una de las herramientas más versátiles de la biología molecular actual: el
sistema CRISPR de edición del genoma. El potencial de CRISPR para inducir
cambios específicos en el genoma y su fácil diseño constituyen importantes
ventajas para su utilización en el estudio de las interacciones genéticas y su
relación con la aparición de enfermedades como el cáncer.
“El cáncer es una enfermedad genética y en último
término, la genética que activa una célula del cáncer es un producto de las
mutaciones que ocurren en su genoma. Queremos entender eso”, señala Jason
Moffat, profesor de Genética Molecular en el Centro Donnely de la Universidad
de Toronto. “Con CRISPR podemos empezar a mapear sistemáticamente cómo
interaccionan los genes en las células del cáncer de una forma similar a cómo
los genetistas han mapeado las interacciones en levadura”.
El genoma humano consta de cientos de miles de
variantes genéticas, la mayoría de las cuales son catalogadas como no
relevantes para la salud.
Sin embargo, en gran medida se desconoce cuál puede ser el efecto de su interacción, no solo en el desarrollo de enfermedades sino también en su progresión, pronóstico o respuesta al tratamiento. Las previsiones de los investigadores apuntan a que los avances en el conocimiento de las interacciones génicas derivarán en una mejor comprensión de las enfermedades humanas, así como en una mejora en el diagnóstico y atención a los pacientes.
Sin embargo, en gran medida se desconoce cuál puede ser el efecto de su interacción, no solo en el desarrollo de enfermedades sino también en su progresión, pronóstico o respuesta al tratamiento. Las previsiones de los investigadores apuntan a que los avances en el conocimiento de las interacciones génicas derivarán en una mejor comprensión de las enfermedades humanas, así como en una mejora en el diagnóstico y atención a los pacientes.
“No podemos seguir pensando en los genes como
aislados”, señala Charles Boone,
profesor en el Departamento de Genética Molecular en el Centro Donnely de la
Universidad de Toronto. “Tenemos que empezar a mirar a las variantes de
múltiples genes como a un componente de la enfermedad genética, porque esas
combinaciones van a ser diferentes para las distintas personas y estas
combinaciones específicas podrían no solo afectar profundamente la
susceptibilidad a la enfermedad sino que probablemente también prescribirán
nuevas terapias personalizadas”.
Referencia: Constanzo M, et al. Global Genetic Networks and the
Genotype-to-Phenotype Relationship. Cell. 2009. Doi: https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.01.033
Fuente: Understanding Gene Interactions Holds Key to Personalized Medicine,
Donnelly Centre Scientists Say. http://www.thedonnellycentre.utoronto.ca/news/understanding-gene-interactions-holds-key-personalized-medicine-donnelly-centre-scientists-say
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