Cadena de ADN experimentando daños que podrían estar siendo causados por agentes carcinógenos en el ambiente

Los investigadores han mejorado su comprensión de las vías a través de las cuales los agentes carcinógenos a los que estamos expuestos comúnmente en nuestro ambiente hacen estragos y propician el desarrollo del cáncer.

Sus más recientes hallazgos se publican en la revista Nature Communications, y apuntan vías de activación previamente desconocidas y la influencia de una proteína.

Benzopireno, un agente carcinógeno común en el ambiente

No importa cuánto nos cuidemos; en esta época, prácticamente todo el mundo está expuesto al menos a niveles bajos de agentes carcinógenos en el medio ambiente. Con ello, nos referimos a sustancias o radiación que promueven la formación del cáncer.

Entre ellos, figura el benzopireno, un compuesto que se encuentra en el humo de las estufas, en los quemadores de leña, los gases de escape y la carne y el pescado cocinados a la parrilla.

El agente preocupante aquí es el BPDE, su ingrediente activo, que daña la secuencia de ADN de un individuo formando aductos que promueven mutaciones que propician el cáncer. En química, un aducto es el producto de la unión de dos moléculas sin que sufran cambios estructurales.

¿Cómo el BPDE da lugar a mutaciones cancerígenas?

Los científicos han creado varios modelos que muestran como el ingrediente BPDE da lugar a estas mutaciones. Existen algunas teorías que intentan explicar algunas de las vías involucradas, pero el proceso aún no está del todo claro.

Se creen que los aductos de BPDE causan mutaciones porque activan un proceso conocido como síntesis de translesión; en este, aunque haya un daño sin reparar, las células prosiguen con la copia del ADN para permitir la horquilla de replicación, lo que conduce a mutaciones.

Pero además de la síntesis de translesión, se cree que hay otro proceso involucrado en la propensión al cáncer a través de la exposición al BPDE: la recombinación homóloga. Durante la misma, se copian otras partes del genoma que no están dañadas.

De hecho, las proteínas de recombinación homóloga se encargan de reparar el daño complejo que ha sufrido el ADN, como las roturas de cadenas y los enlaces cruzados entre ellas. De este modo, recuperan y protegen las horquillas de replicación rotas o enredadas.

El papel de la recombinación homóloga en la susceptibilidad al cáncer

En esta oportunidad, los científicos centraron su atención en la vía de recombinación homóloga a través de la exposición de células humanas al controversial BPDE. El objetivo era caracterizar con detalle esta vía para comprender su papel en la susceptibilidad de ciertos individuos a los agentes carcinógenos en el ambiente.

Los resultados sugieren que la recombinación homóloga se activa a través de un mecanismo poco común en los aductos de BPDE. Aún así, este proceso se puede activar aunque no haya horquillas de replicación rotas o estancadas.

Los investigadores también descubrieron que se activa en los huecos monocatenarios del ADN generados mediante la actividad de una proteína conocida como PrimPol, codificada por el gen PRIMPOL presente en individuos humanos.

También descubrieron que los en los abultados aductos de ADN, los intercambios entre las cromátidas hermanas, producto de la recombinación homóloga, están relacionados con la reparación de brechas post-replicativas. Los investigadores dicen que estos huecos también se producen por PrimPol. Es decir, la proteína parece jugar un papel significativo en la tolerancia al daño del ADN causado por la exposición a agentes carcinógenos en el ambiente.

La importancia de comprender las vías por las que actúan los agentes carcinógenos

La Dra. Eva Petermann, del Instituto de Cáncer y Ciencias Genómicas de la Universidad de Birmingham, dice que este estudio ha permitido aclarar varias dudas. Los nuevos conocimientos sobre los efectos de la exposición a agentes carcinógenos comunes en nuestro ambiente, como en benzopireno, concretamente sobre las células. Comprender todos los mecanismos y vías involucradas en la formación del cáncer es de vital importancia, sobre todo a nivel genómico.

“Por ejemplo, las variantes genéticas en los genes de HR BRCA2 y RAD52 han favorecido la susceptibilidad al cáncer de pulmón, lo que significa que comprender cómo HR ayuda a las células a lidiar con el benzopireno podría ayudarnos a predecir las personas que pueden ser más susceptibles a la enfermedad”.

Los científicos también han sugerido que una variante de PRIMPOL podría desempeñar un papel potencial en el desarrollo del cáncer. Así que las próximas investigaciones deberán evaluar el impacto tanto de variantes genéticas como de la proteína para tener mayor claridad respecto a la susceptibilidad a carcinógenos.

Referencia:

PrimPol-dependent single-stranded gap formation mediates homologous recombination at bulky DNA adducts. https://www.nature.com/articles/s41467-020-19570-7