Un nuevo estudio revela que los fragmentos de ADN dañado escapan de las células tumorales por nanotubos, se integran en genomas vecinos y hacen la mutación heredable.
Publicado por Santiago Campillo Brocal
Biólogo. Máster en Biología Molecular y Biotecnología, Director de Muy Interesante Digital
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Cada célula guardaba su propio ADN, lo custodiaba dentro del núcleo y lo que ocurría en su interior no afectaba al de sus vecinas. Ese principio, asumido durante décadas en biología celular, acaba de ser cuestionado por un equipo de investigadores de la Universidad UT Southwestern de Dallas.
Su hallazgo, publicado el 19 de mayo en la revista Cell, describe un mecanismo hasta ahora inédito: fragmentos grandes de ADN genómico pueden escapar del núcleo de una célula humana, recorrer una autopista submicroscópica que conecta dos células y reescribir el genoma de la célula de destino. El ADN transferido no desaparece. Permanece activo, se hereda en las siguientes divisiones celulares y confiere nuevas características a la célula que lo recibe.
"Fue un descubrimiento sorprendente", reconoció Peter Ly, investigador responsable del estudio y profesor asistente en el Children's Medical Center Research Institute de UT Southwestern. "Nuestros hallazgos sugieren que las células vecinas pueden estar remodelando mutuamente sus genomas de formas que no habíamos anticipado."
El ADN de una célula puede, literalmente, reescribir el de su vecina. Y el ADN transferido sobrevive, se divide y transmite rasgos nuevos a las siguientes generaciones celulares.
El proceso comienza con algo que los biólogos celulares conocen bien: el daño en el ADN. Cuando una célula sufre alteraciones genómicas (por exposición a radiación, por errores en la división celular o por el efecto de la quimioterapia) fragmentos de su material genético pueden escapar del núcleo y quedar atrapados en estructuras llamadas micronúcleos: pequeñas burbujas de ADN que flotan en el citoplasma, separadas del núcleo principal.
Hasta aquí, nada desconocido. Lo que Elizabeth Maurais y Peter Ly documentaron es lo que ocurre después. Esos micronúcleos no se quedan quietos. Usando microscopía de células vivas de alta resolución, el equipo observó cómo los fragmentos de ADN atrapados en micronúcleos se introducían en nanotubos de túnel, estructuras tubulares delgadas hechas de actina y microtúbulos que se forman de manera transitoria cuando dos células entran en contacto físico. Los nanotubos ya se conocían como canales de comunicación entre células (se habían visto transportar mitocondrias y proteínas), pero nadie había documentado antes que grandes fragmentos de ADN genómico pudieran hacer el mismo viaje.
Una vez en el interior del nanotubo, los fragmentos recorren la estructura hasta llegar a la célula vecina. Ahí penetran en el núcleo y se incorporan al genoma de la célula receptora. No como material inerte. Como instrucciones activas.
Para demostrar que el ADN transferido no solo llegaba a destino sino que seguía funcionando, el equipo diseñó un experimento directo. Tomaron células masculinas, con cromosoma Y, y las pusieron en contacto con células femeninas, que carecen de él. Monitorizaron qué ocurría.
Fragmentos del cromosoma Y viajaron de las células masculinas a las femeninas a través de los nanotubos, entraron en sus núcleos y los genes específicos que llegaron se activaron en las células receptoras. Genes que esas células nunca habían tenido, que no formaban parte de su historia genética, empezaron a expresarse como propios.
El ADN transferido sobrevivió además a múltiples divisiones celulares. No era un fenómeno pasajero: las células hija de las receptoras también lo heredaron.
Genes del cromosoma Y, propios de células masculinas, comenzaron a activarse en células femeninas que los habían recibido a través de un nanotubo. El ADN transferido se comportaba como si siempre hubiera estado allí.
El equipo descubrió este mecanismo mientras estudiaba cómo responden las células a la inestabilidad genómica, incluyendo el daño producido por quimioterapia y radioterapia. Eso plantea una pregunta incómoda: si las células tumorales generan constantemente ADN dañado e inestable, ¿podría ese ADN viajar a células sanas circundantes y modificarlas?
El estudio no responde esa pregunta, pero la formula con precisión suficiente para que deje de ser especulativa. Si el mecanismo opera en tumores del modo en que lo hace en cultivos celulares, podría explicar en parte cómo los genomas de los cánceres adquieren alteraciones cromosómicas a gran escala, y cómo la resistencia a tratamientos podría extenderse desde una subpoblación de células tumorales hacia el resto.
La posibilidad más inquietante es que la quimioterapia, al dañar el ADN tumoral, pudiera inadvertidamente aumentar los fragmentos disponibles para viajar a células sanas. Los autores la señalan como una de las direcciones más urgentes de investigación futura.
Los experimentos se realizaron en células humanas en cultivo, no en organismos vivos ni en pacientes. Documentar que el fenómeno ocurre en una placa de laboratorio no equivale a demostrar que ocurre en tumores humanos, ni a qué escala, ni con qué consecuencias clínicas. Los propios investigadores reconocen que quedan abiertas preguntas fundamentales: con qué frecuencia sucede esto en tejidos vivos, qué mecanismos moleculares lo regulan, y si es posible bloquearlo. Sin respuestas a esas preguntas, cualquier aplicación terapéutica sigue siendo un horizonte, no una realidad.
Lo que sí ha cambiado es el mapa. La biología celular asumía que cada célula evolucionaba en solitario, acumulando mutaciones propias. Este estudio introduce un actor nuevo: el intercambio directo de material genético entre células vecinas como mecanismo de cambio. Las consecuencias de eso, en salud, en enfermedad, en la comprensión de cómo evolucionan los tejidos, están por escribir. "Queremos entender qué papel puede desempeñar este proceso en la salud y la enfermedad humanas, incluido el cáncer", dijo Ly. La pregunta está sobre la mesa. La respuesta, no.
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