MicroARN de plantas capaces de modular genes humanos ¿problema u oportunidad?

La noticia me llegó simultáneamente por un comentario en el blog de Couceiro y por los titulares de la revista “The Scientist”. Desde luego era algo que llamaba la atención. Unos científicos de la niversidad de Nanjing, dirigidos por Chen-Yu Zhan, descubren que en el plasma sanguineo de 35 ciudadanos sanos circulan unos 40 microARN diferentes de plantas que han adquirido por ingestión y uno de ellos, concretamente de arroz, es capaz de interferir con la expresión de un gen humano implicado en el metabolismo del colesterol. El descubrimiento desde luego parece impactante, casi demasiado para ser cierto. No sería la primera vez que un titular sensacionalista acaba siendo un artículo dudoso. Lo de la vida en el arsénico, sin ir más lejos. Tengo la suerte que en el Instituto (de investigación) donde trabajo hay varios grupos de investigación que trabajan en ARN, con lo que pude consultar el tema (Gracias Prof. Flores) y me indicaron que la investigación parece seria y sin lagunas aparentes. Otro aspecto a favor es que las críticas al trabajo del ADN con arsénico fueron inmediatas, mientras que en este caso ya han pasado dos meses desde la publicación y no ha aparecido ninguna crítica, por lo tanto creo que se puede dar por buena la investigación de la Universidad de Nanjing. No obstante entender exactamente que es y que aplicaciones se pueden derivar es un poco complejo, intentaré abordar el tema en forma de preguntas.

Para empezar ¿Qué es un microARN?

En el genoma existen unas regiones de ADN, los genes, la mayoría de los cuales codifican proteínas. En organismos superiores representan una parte ínfima del total. Para sintetizar una proteína el correspondiente gen se "copia" (correctamente se transcribe) en una cadena de ARN (llamado ARN mensajero) que es lo que se “traducirá” en el ribosoma para formar dicha proteína. Sin embargo hay algunos genes que nunca se traducen a proteínas. En el genoma existen genes que codifican ARN que tiene una función diferente a la de intermediarios entre el ADN y las proteínas, como el ARNribosomal (que forma este orgánulo) o los de transferencia, que participan en la síntesis de proteínas. Recientemente se descubrió otra categoría, los microARN. Estos son genes muy cortos, cuya secuencia se parece a otro gen del genoma. Cuando estos microARN se expresan crean una estructura de doble hélice imperfecta que después de madurar hibrida con el mensajero del gen diana. Esta hibridación inactiva al ARN mensajero y no se traducirá en proteína. A veces los microARN se codifican dentro de la secuencia del mismo gen sobre el que intefieren.

dando de comer y haciendo que suba el colesterol

¿Y para que sirve un MicroARN en la naturaleza?

Antes de cada gen hay una secuencia de ADN que no se traduce en proteína llamada promotor. El promotor es el que controla que un gen se exprese más o menos en función de diferentes condiciones. Si artificialmente cambiamos esta secuencia, cambiamos la expresión del gen. No obstante esta no es la única forma de controlar la cantidad de ARN mensajero. Los microARN serían los responsables de la regulación fina. La ventaja sobre la regulación por la expresión es que permiten una respuesta rápida. Si hay que cesar de golpe la traducción de una proteína un microARN permite anular de forma rápida todos los mensajeros que quedan por traducir.

¿Cuál es la importancia de este descubrimiento?

Es la primera vez que tenemos pruebas que un microARN de una planta, al ser ingerido puede afectar la expresión de un gen humano.

¿Evolutivamente tiene algún sentido?

Probablemente no. Muchos extractos vegetales o de hongos tienen actividad farmacológica. El ácido salicílico, un compuesto similar a la aspirina sin ir más lejos, pero es difícil creer que durante la evolución de los sauces ha habido algún tipo de presión selectiva que ha favorecido la aparición de una molécula que sirva, entre otras cosas, para aliviar el dolor de cabeza. El ácido salicílico tiene una función en plantas y su actividad farmacológica en humanos es una casualidad. De la misma manera al arroz no le supone ninguna ventaja evolutiva modular los niveles de colesterol en humanos, ni la selección artificial de variedades de arroz para cultivo se ha hecho en función de este parámetro, desconocido hasta ahora.

¿Qué implicaciones tiene este descubrimiento?

Pues con las reservas propias de la novedad podemos decir que se abre una estrategia interesante para luchar contra enfermedades genéticas. En algunas de estas efermedades el problema es la falta de regulación o el aumento de expresión de un gen determinado. Hasta ahora la única terapia era la basada en células madre, costosa, complicada y con pocos éxitos. Poder diseñar microARN que puedan regular la expresión de un determinado gen y que se administren por vía oral es sin duda una gran noticia.

¿Hay precedentes de biotecnología utilizando microARN?

Si, muchos. En plantas se utiliza desde hace tiempo para inhibir la expresión de genes y así poder estudiar cual es su función u obtener alguna aplicación. Este año se consiguió una variedad de trigo apto para celíacos utilizando esta tecnología. Se le denomina ARN de interferencia o silenciamiento génico.

¿Tenemos pruebas en otros organismos que los microARN administrados por vía oral funcionen?

Si. El gusano Caenohabditis elegans se utiliza como sistema modelo para estudiar, entre otras cosas, el desarrollo del sistema nervioso. En este gusano se puede conseguir inhibir la expresión de un gen haciendo que las bacterias de las que se alimenta expresen un determinado microARN.

¿Este descubrimiento implica que tenemos un motivo más de preocupación por las plantas transgénicas?

“Delenda Carthago”, como salía en los comics de Astérix, aunque la expresión correcta era "Ceterum censeo Carthaginem esse delendam". Traducido vendría a significar: "Hay que destruir Cartago". Esta frase la repetía Catón, personaje de la antigua Roma que hablara de lo que hablara, siempre acababa exigiendo la destrucción de Cartago, algo que consiguieron al final de la tercera guerra púnica. Se ha convertido en una costumbre que ante cualquier noticia que tenga que ver lejanamente con la biotecnología se alce un coro de voces diciendo que hay que prohibir los transgénicos, independientemente de la noticia. Me recuerda a un comentario que hicieron en Amazings hace poco. Durante la charla de Txema Campillo en Amazings2011 habló de una isla en Nueva Zelanda donde el gato del farero extinguió una especio de pájaro que solo existía en esa isla. La conclusión que sacaba el comentarista era que no podemos saber al 100% lo que pasa en el medio ambiente y por eso debemos prohibir los transgénicos. Curiosamente yo creo que la actuación más lógica sería prohibir los gatos, no los transgénicos. Aquí tenemos otro ejemplo de este razonamiento sesgado que conduce a interpretar los hechos nuevos de forma interesada y falaz. Este microARN natural lleva milenios modificando la expresión de genes humanos, sin que aparentemente haya causado ningún problema, más bien al contrario, puesto que su descubrimiento nos abre nuevos caminos para tratar enfermedades genéticas. Dicho esto, cuando creamos líneas transgénicas sabemos la modificación que incluimos, por lo que no tenemos ningún microARN salvo que lo introduzcamos intencionadamente. Por lo tanto no deberíamos prohibir los transgénicos, en todo caso el arroz. El único problema es que dejaríamos al 25% de la humanidad sin alimento.

Sintesis y maduración de un microARN

Y este post participa en la VIII edicion del carnaval de química que se hospeda en el blog de Marisa Alonso, caja de ciencia.

Y en la VI edición del carnaval de biología que se aloja en el blog diario de un copépodo.

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