La cromatina es la sustancia de la que están hechos los cromosomas -estructuras que se encuentran en el núcleo de las células y que transportan el ADN- y gracias a la cual se producen muchos procesos celulares importantes, tales como la replicación, la transcripción o la reparación del propio ADN o la recombinación genética y la división celular. Su organización desempeña así un papel crucial tanto en el desarrollo embrionario como en la patogénesis de diversas enfermedades, y una organización anómala puede contribuir al desarrollo del cáncer y de la metástasis (de hecho, los componentes que regulan la organización de la cromatina se encuentran entre los genes mutados con mayor frecuencia en los cánceres humanos).
Por eso, un análisis exhaustivo de la organización de la cromatina en tejidos primarios y en biopsias tumorales es crucial para comprender los programas de regulación genética implicados en estos desarrollos… pero no es una tarea nada sencilla, debido a la complejidad de la dinámica de la cromatina y a las dificultades técnicas que tiene el proceso.
En primer lugar, los especímenes biológicos suelen ser heterogéneos y contienen múltiples tipos de células, y las técnicas actuales, como el método de Hi-C -aunque ha logrado muchos avances recientemente-, si bien permiten la identificación imparcial de todo el genoma de las interacciones entre la cromatina, no pueden resolver patrones específicos de organización que son relevantes para algunos grupos celulares concretos; especialmente, en casos de tumores en los que las células cancerosas coexisten con células inmunitarias y estromales (células que constituyen tejidos de sostén que rodean a otros tejidos y órganos del cuerpo humano).
La organización de la cromatina desempeña un papel crucial en la patogénesis de diversas enfermedades, pero su análisis no es nada fácil
En segundo lugar, los datos obtenidos a partir de ensayos de organización de la cromatina son complejos, y puede resultar difícil relacionar los cambios en la organización de la cromatina con resultados funcionales específicos. Así, para hacer frente a estos retos, es necesario desarrollar ensayos de perfilado de la estructura de la cromatina unicelular más sensibles y herramientas computacionales avanzadas para el análisis de dichos datos, y es aquí donde entra en juego la técnica que ha desarrollado un grupo de investigadores de Estados Unidos.
Pertenecen, en concreto, al Centro de Epigenómica de la Universidad de California, en San Diego (C4E), y su técnica se llama Droplet Hi-C. Esta permite a los científicos determinar rápidamente la organización de la cromatina, es decir, la disposición del material genético dentro de las células. Y, además de ser más rápida que los métodos existentes actualmente, también es más asequible, lo que podría facilitar considerablemente a los científicos la comprensión de cómo los genes influyen en la progresión de enfermedades complejas.
Los investigadores, de hecho, ya han utilizado la técnica, que, explican, funciona capturando células individuales en pequeñas gotas. De momento, la han probado con ratones, aunque esperan que también pueda funcionar en trastornos neurológicos y en tumores humanos. “Utilizando Droplet Hi-C, trazamos la arquitectura de la cromatina de la corteza del ratón y analizamos los programas de regulación génica en los principales tipos de células corticales”, señalan los autores del estudio, comandado por Bing Ren, director del C4E y profesor del Departamento de Medicina Celular y Molecular de la Universidad de California.
A largo plazo, Droplet Hi-C podría impulsar el descubrimiento de nuevas opciones farmacológicas
“Además, utilizamos esta técnica para, revelando la dinámica clonal y otros eventos oncogénicos durante el tratamiento, detectar variaciones estructurales y ADN extracromosómico en células humanas de glioblastoma, así como cáncer colorrectal y de sangre”, añaden los científicos, cuyo estudio fue publicado en la revista Nature Biotechnology. “Hemos perfeccionado la técnica para permitir el perfilado conjunto de la arquitectura de la cromatina y el transcriptoma en células individuales, facilitando la exploración de los vínculos entre la cromatina tanto en tejidos normales como en tumores”, insisten.
A largo plazo, Droplet Hi-C podría impulsar el descubrimiento de nuevas opciones farmacológicas y ayudar a explicar cómo el cáncer evoluciona para resistir al tratamiento. La técnica también puede tener aplicaciones en entornos clínicos, y proporcionar información personalizada sobre la progresión de la enfermedad y las opciones de tratamiento.