Durante décadas, la comunidad científica ha estudiado el fenómeno de la transferencia horizontal de genes en bacterias, un proceso que permite a estos microorganismos evolucionar rápidamente y adquirir características como la resistencia a antibióticos. Sin embargo, un estudio reciente liderado por el profesor Indraneel Mittra, del Centro Avanzado de Tratamiento, Investigación y Educación en Cáncer de Mumbai, sugiere que un mecanismo similar podría estar ocurriendo también en los mamíferos. Este hallazgo podría redefinir nuestra comprensión acerca de la evolución y la genómica en los seres humanos.
La investigación, publicada en la revista eLife, se centra en las partículas de cromatina libre de células, fragmentos de ADN que se liberan del gran número de células que mueren en el organismo diariamente. Estas partículas pueden ser absorbidas por células vivas, formando estructuras genéticas complejas con funciones novedosas. El estudio revela que, al introducir estas partículas en células de ratón cultivadas en laboratorio, se fusionan indiscriminadamente en grandes formaciones genéticas denominadas concatemers, que actúan de manera similar a los genomas autónomos.
Un nuevo modelo de innovación genética
Los concatemers no solo replican su ADN, sino que también generan su propia maquinaria para la producción de proteínas, creando así proteínas novedosas que no están codificadas en el genoma nuclear convencional. Esta investigación también identificó que estas estructuras llevan elementos genéticos especiales conocidos como LINE-1 y Alu, que son considerados «genes saltarines» por su capacidad de moverse dentro del genoma. Una vez dentro de las células del ratón, estos elementos se multiplican y reorganizan, lo que podría alterar el ADN del huésped de maneras impredecibles.
El profesor Mittra explica que sus hallazgos sugieren un modelo en el que las células albergan simultáneamente dos formas de genoma: el genoma hereditario, que se transmite de padres a hijos, y numerosos otros genomas adquiridos, los genomas satélites. Esta nueva perspectiva podría ofrecer un mecanismo para la innovación y diversidad genómica más rápida, abriendo nuevas vías de investigación en biología y medicina.
Otra conclusión sorprendente del estudio es que las partículas de cromatina libre de células, y los concatemers resultantes, están compuestos en su mayoría por ADN no codificante, que durante mucho tiempo se consideró «basura». Este tipo de ADN representa hasta el 99% del genoma humano y, aunque no suele producir proteínas, se sospecha que desempeña roles importantes en otros procesos biológicos.
Este descubrimiento sugiere que el ADN no codificante podría tener funciones biológicas ocultas que permanecen inactivas pero se activan tras la muerte celular, volviéndose detectables dentro de los concatemers. Los resultados de esta investigación tienen profundas implicaciones para nuestra comprensión de la modificación del genoma y la evolución, desafiando la visión tradicional de que los cambios genéticos ocurren lentamente mediante mutaciones heredadas.
Además, esta investigación puede ofrecer un enfoque innovador para el tratamiento del cáncer. Se sabe que las células cancerosas contienen fragmentos adicionales de ADN flotando fuera de sus cromosomas normales, conocidos como ADN extrachromosómico, que pueden impulsar el crecimiento del cáncer y ayudar a los tumores a volverse resistentes a los tratamientos. Si estos fragmentos son en realidad concatemers compuestos de partículas de cromatina libre de células adquiridas de células moribundas, desactivar estas partículas antes de que ingresen a nuevas células huésped podría abrir nuevas estrategias en la lucha contra el cáncer.
El trabajo del equipo de Mittra marca un nuevo capítulo en la genómica de los mamíferos, desdibujando la línea entre el ADN heredado y el adquirido. Este enfoque dinámico sugiere que el ADN es un sistema en constante cambio, en lugar de un código fijo heredado. La relevancia de esta investigación se extiende más allá de la evolución, impactando áreas como la medicina, el envejecimiento y la medicina regenerativa.
