Científicos del Institut Pasteur de Montevideo y la Facultad de Ciencias de la Universidad de la República encontraron moléculas de ARN que se mantienen estables fuera de la célula —su lugar natural— y desarrollaron una técnica capaz de identificar esos ARNs y estudiarlos en fluidos biológicos como sangre y orina, lo que puede abrir una puerta el diagnóstico temprano de enfermedades mediante un simple análisis clínico.
Como el ARN de una célula sana es diferente al de una célula con una anomalía —como el cáncer, por ejemplo—, la posibilidad de detectar el ARN extracelular y usar la técnica en un análisis de sangre o de orina simple puede derivar en el diagnóstico precoz de enfermedades.
Según detalla el trabajo —publicado en la reconocida revista PNAS, publicada por la Academia de Ciencias de EEUU—, estos ARNs extracelulares estables “con cortes” no podían ser estudiados hasta ahora debido a que no existían técnicas adecuadas para su estudio.
El grupo tiene todavía por delante un largo camino para demostrar que los hallazgos pueden ser usados para la detección temprana de enfermedades. No obstante, el trabajo recientemente publicado (y la patente derivada) constituye un mojón en este camino desde la ciencia guiada por curiosidad a la aplicación del conocimiento científico.
En busca del ARN desprotegido
El ARN es un material genético que se encuentra habitualmente dentro de las células, pero también fuera de ellas —en fluidos biológicos como la sangre, la orina, la saliva y líquido encefálico—, pues se cree que una de sus funciones podría ser también participar en la comunicación célula-célula. Es decir, las moléculas de ARN pueden “viajar” fuera de las células —a través de diferentes fluidos— para llevar determinada información de una célula a otra.
Sin embargo, los fluidos biológicos son ambientes hostiles para el ARN, que es una molécula que se degrada con facilidad por la acción de enzimas y otros compuestos presentes fuera de la célula. Por eso, durante años la ciencia postuló que al salir fuera de su entorno habitual el ARN se encapsulaba en vesículas extracelulares o “exosomas” para sobrevivir y cumplir sus funciones.
No obstante, en 2015, el grupo de investigadores IP/FCien hallaron que gran parte del ARN que circula fuera de la célula no está realmente dentro de esas cápsulas, sino que fluía libremente. La pregunta, entonces, era entender cómo hacía ese ARN “desprotegido” para no degradarse rápidamente y cumplir sus tareas. También observaron que ese ARN libre (no encapsulado) no aparecía intacto, sino en forma de pequeños fragmentos, algunos de los cuales son capaces de adoptar estructuras estables que les permiten sobrevivir.
Nuevo hallazgo y diagnóstico temprano
Ahora, el mismo grupo de investigadores uruguayos, en conjunto con colegas de varias universidades de EEUU, avanzó en su estudio y detectó que estos ARNs extracelulares que son naturalmente estables fuera de la célula no son en realidad pedacitos de ARN sino moléculas enteras “con cortes”. Estos cortes son realizados por las enzimas presentes en los fluidos biológicos, pero no son suficientes para lograr degradar totalmente la estructura, sino que le permiten seguir siendo una unidad.
Esta observación fue posible porque identificaron que en realidad lo que fragmentaba el ARN extracelular es precisamente la técnica que se utiliza en laboratorio para analizar las muestras. Y esa fragmentación —accidental y desconocida— del ARN es lo que impide la posibilidad de detectarlo (y secuenciarlo para conocer sus características).
En busca de una solución para ese problema, el grupo desarrolló una técnica que revierte la fragmentación del ARN extracelular libre y lo repara. Por ende, puede identificarse en los fluidos biológicos y secuenciar su información genética.
Esta posibilidad además abre una puerta para la detección y estudio temprano de enfermedades, pues conocer el perfil del ARN extracelular puede ofrecer información sobre la célula que lo originó.
Es decir, si al analizar una muestra de sangre o de orina se encuentra ARN anómalo, proveniente de una célula tumoral, por ejemplo, se podría detectar una enfermedad que, por su etapa incipiente, aún no podría diagnosticarse por otra vía.
Información sobre el artículo
Nicked tRNAs are stable reservoirs of tRNA halves in cells and biofluids
Proceeding of the National Academy of Sciences (PNAS), 2023.
Autores: Bruno Costa, Marco Li Calzi, Mauricio Castellano, Valentina Blanco, Ernesto Cuevasanta, Irene Litvan, Pavel Ivanov, Kenneth Witwer, Alfonso Cayota, Juan Pablo Tosar.
Crédito de imagen: Nature.
