Fallos en el funcionamiento de los microARNs causan incluso cáncer

Una de las hipótesis que se barajan sobre el origen de la vida es que las primeras moléculas capaces de replicarse, y de iniciar de este modo la carrera hacia la complejidad de los organismos vivos, fueron las moléculas de ARN. El ARN es un importante ácido nucleico, una de cuyas misiones es, entre otras, transferir la información genética desde el ADN a las proteínas, como hace el llamado ARN mensajero. Otros tipos de ARN forman parte también de la estructura de orgánulos celulares tan importantes como los ribosomas, las máquinas moleculares encargadas de leer la información que transporta el ARN mensajero y traducirla a proteína. Aún otro tipo de ARN es igualmente el encargado de transportar a los aminoácidos y ordenarlos en los ribosomas de acuerdo a la información genética.

Además de estos tipos de ARN de tamaño medio o grande, hace unos años se descubrieron los denominados microARNs. Estos ARN son de solo unas 25 letras (nucleótidos) de longitud, y no contienen información para producir proteínas, aunque se producen en todas las células eucariotas (con núcleo celular) que se han estudiado hasta la fecha.

La función de estos microARNs es, sin embargo, de talla macro, puesto que controlan cómo los ARN mensajeros son utilizados para producir proteínas. En otras palabras, en presencia de un microARN de una secuencia de letras particular, complementaria a la de un fragmento de la secuencia de un ARN mensajero concreto, este no puede ser usado con normalidad para producir la proteína celular correspondiente, y esta se producirá en menor cantidad. Así pues, si los ARN mensajeros contienen información para producir proteínas, los microARNs poseen información para dejar de producirlas.

Hasta la fecha, se han descubierto más de 2.000 microARNs en los seres humanos. Se cree que el funcionamiento de alrededor del 30% de los genes es regulado mediante microARNs. Entre estos genes se encuentran muchos que participan en la reparación del ADN, en el control del metabolismo, en la maduración celular y en la muerte celular programada. Debido a su importancia, no es de extrañar que fallos en el funcionamiento de los microARNs causen cáncer, como ya se ha comprobado.

Hasta hace poco, se creía que los microARNs se encontraban confinados en el interior de las células y regulaban, por tanto, los procesos vitales de estas de manera independiente de las demás. Sin embargo, recientemente se ha descubierto la presencia de microARNs en todos los fluidos corporales, por supuesto en la sangre, e incluso en la leche materna y las lágrimas.

En principio se supuso que los microARNs de los fluidos eran residuos inservibles expulsados por las células para su degradación. No obstante, estudios subsiguientes demostraron que estos microARNs eran muy estables y podían resistir a la degradación incluso tras someterlos a ebullición, o a tratamiento con ácidos o bases. Esto no sucede con los ARN mensajeros o el ARN de los ribosomas, que se degradan muy rápidamente en condiciones menos severas que las anteriores. La extraordinaria estabilidad de los microARNs era claramente impropia de un residuo inútil.

Armas de defensa

Poco después, se descubrió que los microARNs de los fluidos no se encontraban aislados, sino dentro de unas vesículas de entre 30 y 100 nanómetros de diámetro, denominadas exosomas. La presencia casi universal de exosomas en los líquidos corporales sugería que cumplían una función importante. En efecto, los estudios más recientes indican que los exosomas, y los microARNs que contienen, participan en la comunicación entre las células y constituyen un instrumento por el que una célula interviene en el funcionamiento de los genes de otras.

Con estos datos en mente, investigadores de la Universidad de Edimburgo se preguntaron si los exosomas no podrían ser también utilizados por algunos gusanos parásitos para frenar el funcionamiento de los genes del sistema inmune encargados de la puesta en marcha de los mecanismos de defensa contra ellos. Los gusanos son parásitos muy comunes, en general intestinales, que infectan a cerca de 2.000 millones de personas. La infección con estos parásitos estimula el ataque del sistema inmune; sin embargo, este ataque se ve normalmente disminuido por el contraataque del propio parásito. Esta inmunosupresión es estimulada por algunas proteínas secretadas por los gusanos, las cuales actúan sobre el sistema inmune reduciendo su actividad. ¿Podría ser que los gusanos usaran también exosomas para este fin?

Los investigadores descubren que esto es, en efecto, lo que sucede, al menos con el gusano Heligmosomoides polygyrus, el cual infecta a los ratones. Los científicos descubren que este gusano secreta exosomas con proteínas que frenan la actividad del sistema inmune, y también contienen microARNs que inhiben el funcionamiento de algunos genes de dicho sistema. La administración a ratones de laboratorio de estos exosomas purificados disminuyó su capacidad de reacción frente a otras infecciones. Estos estudios han sido publicados en la revista Nature Communications.

Este descubrimiento, además de revelarnos otro hecho sorprendente sobre las interacciones entre los parásitos y los hospedadores, nos permite conocer mejor los genes del sistema inmune que deben ser controlados para evitar el rechazo del parásito, los cuales podrían ser también controlados con fármacos o microARNs para evitar el rechazo, por ejemplo, de un trasplante. Igualmente, este nuevo conocimiento puede servir para luchar contra las infecciones parasitarias que tanto daño y muerte causan a la Humanidad.

Referencia: Exosomes secreted by nematode parasites transfer small RNAs to mammalian cells and modulate innate immunity. Amy H. Buck et al. Nat. Comm. NATURE COMMUNICATIONS | 5:5488 |. http://dx.doi.org/10.1038/ncomms6488

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