Investigadores de la Universidad de Copenhague (Dinamarca) han descubierto cómo algunos tipos de proteínas estabilizan el ADN dañado y, por lo tanto, preservan la función e integridad del ADN, lo cual podría explicar por qué las personas con defectos congénitos o adquiridos en ciertas proteínas no pueden mantener estable su ADN y desarrollar enfermedades como el cáncer.

Todos los días, las células del cuerpo se dividen millones de veces, y el mantenimiento de su identidad requiere que una célula madre transmita información genética completa a las células hijas sin errores. Esta es una gran tarea pues el ADN está constantemente bajo ataque, tanto del medio ambiente como de las actividades metabólicas de la célula.

Como resultado, las cadenas de ADN pueden romperse al menos una vez durante cada ciclo de división celular, y esta frecuencia puede aumentar en ciertos estilos de vida, como fumar o en personas que nacen con defectos en la reparación del ADN. A su vez, esto puede conducir a un daño genético irreversible y, en última instancia, causar enfermedades como cáncer, inmunodeficiencia, demencia o defectos del desarrollo.

Ahora, los investigadores del Centro de Investigación de Proteínas de la Fundación Novo Nordisk de la Universidad de Copenhague han descubierto cómo ciertas proteínas orquestan la reparación del ADN dañado para garantizar su estabilidad durante generaciones, y evitar así daños colaterales al ADN vecino no dañado. Los hallazgos han sido publicados en la revista científica ‘Nature’.

Estas dos proteínas son las denominadas 53BP1 y RIF1, que se involucran para construir un ‘andamio’ tridimensional alrededor de las hebras de ADN rotas. Después, este andamio concentra localmente proteínas de reparación especiales, que son escasas y críticamente necesarias para reparar el ADN sin errores.

Para llevar a cabo el estudio se utilizaron microscopios de superresolución altamente avanzados. Esta tecnología permite a los investigadores ampliar las células vivas y visualizar objetos del tamaño de una milésima parte del ancho de un cabello y seguir cómo se ensambla y crece el andamio de proteínas protectoras alrededor de la fractura de ADN.

“Esto podría compararse con poner un yeso en una pierna rota; estabiliza la fractura y evita que el daño empeore y llegue a un punto donde ya no pueda sanar”, ha apuntado el primer autor del estudio e investigador del Centro de Investigación de Proteínas de la Fundación Novo Nordisk, Postdoc Fena Ochs.

Entonces, ¿por qué este descubrimiento es tan novedoso? La suposición anterior era que las proteínas como 53BP1 y RIF1 actuaban solo en la vecindad más cercana de la fractura de ADN. Sin embargo, con la ayuda de los microscopios de súper resolución, los científicos pudieron ver que la reparación sin errores del ADN roto requiere una construcción mucho más grande.

“En términos generales, la diferencia entre las proporciones del andamiaje de proteínas y la fractura del ADN corresponde a una pelota de baloncesto y una cabeza de alfiler”, ha ilustrado Fena Ochs.

Según los investigadores, el hecho de que el andamio de proteínas de soporte es mucho más grande que la fractura, subraya lo importante que es para la célula no solo estabilizar la herida de ADN, sino también el entorno circundante. Ya que esto permite preservar la integridad del sitio dañado y su vecindario y aumenta la probabilidad de atraer a los ‘trabajadores’ altamente especializados en la celda para realizar la reparación real.

Durante el estudio, cuando los científicos impidieron que las células construyeran el andamio de proteínas alrededor del ADN fracturado, observaron que grandes partes del cromosoma vecino se desmoronaron rápidamente. Esto provocó que las células dañadas por el ADN comenzaran intentos alternativos para repararse, pero esta estrategia a menudo era inútil y exacerbaba la destrucción del material genético.

Según los investigadores, esto puede explicar por qué las personas que carecen de las proteínas del andamio son propensas a las enfermedades causadas por el ADN inestable.

El director del Centro y Profesor del Centro de Investigación de Proteínas de la Fundación Novo Nordisk, Jiri Lukas, ha asegurado de que es un descubrimiento “único”. “Comprender los mecanismos de defensa naturales del cuerpo nos permite comprender mejor cómo se comunican y protegen ciertas proteínas para reparar el ADN dañado. Esto abre una oportunidad para diseñar mejor cómo el daño del ADN causa enfermedades y diseñar medicamentos que mejoren el tratamiento de pacientes con ADN inestable”, ha valorado.