Sandra Blanco, nuestra invitada hoy en Hablando con Científicos, abre para nosotros el interior de las células con el objetivo de mostrarnos un mundo nuevo, mucho más complejo e interesante de lo que hubiéramos podido imaginar. Ella investiga en lo que se denomina epitranscriptómica del cáncer o, dicho de otra manera, en el papel que juegan en el cáncer las modificaciones del ARN.

Curiosamente, el ARN es un conjunto de letras que ha tomado protagonismo últimamente debido a la pandemia provocada por el coronavirus SARS-CoV-2 y digo que es curioso porque este virus, causante de la enfermedad COVID-19, es un virus de ARN. Pero ¿qué es el ARN? ¿por qué es tan importante en cosas tan aparentemente dispares como el cáncer y la pandemia actual? y ¿qué es la epitranscriptómica?

Muchas veces habremos oído hablar de material genético, un material que sabemos que se encuentra en el interior de la molécula de ADN. No es de extrañar que le hayamos dado al ADN una importancia muy por encima a todo lo demás, al fin y al cabo, siempre nos han dicho que toda la información de los que somos está codificada en nuestro ADN, y no solamente nosotros, la mayoría de los seres vivos encuentran en la misma situación. Pero no somos los únicos, hay otras criaturas biológicas, si es que a los virus se les puede llamar así, cuya genética no depende del ADN sino de otra molécula, parecida a ella, que denominamos ARN ¿qué diferencia hay entre esos dos grupos de letras?

Para hacernos comprender la diferencia entre ADN y ARN y su papel en el interior de cualquiera de nuestras células, Sandra Blanco nos invita a imaginar una orquesta sinfónica a punto de interpretar una sinfonía. La partitura del director contiene toda la información referente a la obra que se va a interpretar, allí, nota a nota y pentagrama a pentagrama está codificado cada sonido, cada silencio, cada detalle sobre cómo debe sonar cada uno de los instrumentos de la orquesta en cada instante de la interpretación. Esa partitura maestra es equivalente al ADN existente en el interior de nuestras células.

El ADN es una larguísima molécula, estructurada según un andamiaje molecular que, como las líneas de un pentagrama, acoge a una secuencia de cuatro moléculas distintas, cuatro letras genéticas, dispuestas una tras otra, como las notas en la partitura. En ese código están escritos todos los sonidos de la sinfonía de la vida, las letras se asocian formando frases, llamadas genes, que en realidad son las fórmulas de proteínas. Pero esos genes son solamente una parte de la obra, entre ellos existen multitud de letras cuyo significado es muchas veces incierto, pero que, como sucede en una obra sinfónica, tienen un papel esencial en el acompañamiento que arropa a la melodía principal.

La partitura es información codificada de la música, escrita en sobre un papel y, de un modo similar, al ADN es tan solo una larguísima molécula en la que están escritas las instrucciones para generar un ser vivo. Para que la sinfonía adquiera su verdadero sentido hacen falta músicos que lean las notas e instrumentos que las conviertan en sonidos. Así como la partitura no tendría sentido sin una orquesta que la interprete, el ADN tampoco lo tiene sin una multitud de moléculas que extraigan la información y la conviertan en objetos reales, es decir, en moléculas necesarias para la superviviencia. Estos intermediarios imprescindibles, capaces de interpretar su propio pasaje de la partitura, son las moléculas de ARN.

Ningún músico modifica la partitura que le facilita el director, solo lee las notas escritas y traduce lo leído a sonidos con su instrumento. De igual manera, las moléculas de ARN, que también son material genético formado por cuatro letras, aunque una de ellas es distinta a otra del ADN, se acoplan al ADN y sacan una copia de la información contenida en un pedazo concreto de ADN, es decir, la transcriben. Así pues, si el ADN es la partitura maestra, los ARN son los músicos y los instrumentos que la hacen sonar.

Hay varios tipos de ARN, dice Sandra Blanco: ARN mensajero, ARN de transferencia, ARN ribosómico y otros, cada uno de ellos tiene un cometido en esa cadena de acontecimientos necesaria para tocar cada pasaje de la sinfonía. Así, el ARN se sitúa junto al tramo de ADN y copia una a una un párrafo de sus letras genéticas, sin modificar nada. La copia equivale a la interpretación por un solo músico del sonido escrito, una interpretación que debe ser unida a los sonidos generados por el resto de los músicos e instrumentos de la orquesta para hacer realidad la sinfonía de la vida.

Hasta aquí el símil ha sido útil para entender el papel distinto que juegan el ADN y el ARN pero la vida es mucho más compleja. Aunque en nuestro cuerpo todas nuestras células, o al menos casi todas, tengan la misma partitura en su interior, no toda esa información se lee. Dependiendo del tipo de células, sus ARN leerán unos pasajes y dejarán otros sin interpretar, de esa manera funcionan las células diferentes que forman el corazón, los pulmones, los vasos sanguíneos, etc. En el fondo viene a ser como agrupar por secciones a los instrumentos de cuerda, de metal, de madera o de percusión, y escuchar a cada grupo interpretando pasajes parciales de la partitura general.

Pero no existe sinfonía perfecta y cada interpretación tiene sus propios matices. A veces la partitura general contiene errores de escritura, notas que no están en su lugar o que no se corresponden con el sonido que deberían; otras veces el músico comete errores de lectura o sus dedos o su boca no se coordinan perfectamente para obtener el sonido correcto del instrumento. En otras palabras, hay errores de escritura, de lectura o de ejecución que hacen que ninguna sinfonía suene exactamente igual cada vez que es interpretada. Y, por si esto fuera poco, no suelen faltar elementos externos que interfieran, luces que deslumbran a los músicos, micrófonos que no funcionan correctamente, o sonidos externos, como sillas que chirrían o espectadores que tosen, todo ello, inevitablemente, se mezcla con la música.

Así, es la sinfonía de la vida, una moléculas de ADN puede tener una letra cambiada, una mutación, que provoque el error al ser interpretada. También puede suceder que la partitura sea correcta, pero una molécula de ARN puede cometer un error al copiar la información y ese error se transmite en cadena y puede dar al traste con la fórmula de una proteína. Los errores, las variaciones o las interferencias pueden modificar cualquiera de las fases de la complicada cascada de sucesos que tienen que producirse desde que tiene lugar la copia de la información hasta que esa información es traducida a la creación de una molécula de proteína. Esas modificaciones del ARN en su camino es lo que recibe el nombre de epitranscriptómica, porque “epi” significa “sobre o encima” y la palabrita expresa lo que varía después de la transcripción o copia de la información.

Son múltiples los factores que pueden influir en el resultado de la interpretación de una obra, un cúmulo de errores en la partitura, en la lectura o en la ejecución pueden tener como consecuencia una interpretación mediocre de la obra o un completo desastre. Un proceso erróneo en la secuencia de sucesos que tienen lugar en la célula ya sea provocado por un fallo en el ADN o en el tratamiento posterior del ARN puede generar una catástrofe en forma de cáncer o una enfermedad causada por virus, bacterias u hongos. Conocer cada paso de la obra, es crucial para conseguir que el resultado final sea exitoso y, si no es así, analizar en qué lugar se han producido los fallos o las interferencias es de vital importancia para entender cualquier enfermedad y buscar las fórmulas que permitan curarla.

Nuestra invitada en Hablando con Científicos, Sandra Blanco Benavente, investiga el papel que juegan determinados fragmentos de ARN en la lucha del organismo contra las infecciones provocadas por virus y otros patógenos o la que se produce en enfermedades como el cáncer. Recientemente ha publicado en la revista “RNA Biology” un trabajo de revisión sobre el papel biológico y funcional de fragmentos derivados de pequeños ARN no codificantes.

Sandra Blanco es científica titular del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, investigadora principal del Centro de Investigación del Cáncer (CIC-IBMCC, centro mixto de la Universidad de Salamanca y del CSIC) y del Instituto Biosanitario de Salamanca.

Referencia:

EPITRANSCRIPTOMIC AND CANCER LAB

Sandra Blanco Benavente