Equipo del Centro de Regulación Genómica de Barcelona, con Roderic Guigó a la derecha.
Un consorcio internacional de cientÃficos publica hoy en Nature los resultados de la tercera fase del Proyecto Encode (Encyclopedia of DNA Elements). El medio millar de cientÃficos del consorcio han realizado alrededor de 6.000 experimentos -4.834 en humanos y 1.158 en ratones- para identificar más de 900.000 candidatos a ser elementos reguladores del genoma humano y más de 300.000 del genoma del ratón. El estudio se complementa con otros 13 estudios adicionales publicados en otras revistas importantes.
Uno de ellos, en Genome Research, lo ha elaborado el equipo dirigido por Thomas Gingeras, del Cold Spring Harbor Laboratory en Estados Unidos, y Roderic Guigó, coordinador del Programa de Bioinformática y Genómica en el Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona. En él reclasifican las células del cuerpo humano en cinco grupos principales tras monitorizar el transcriptoma (conjunto de transcripciones de genes) de las células primarias en múltiples órganos.
“Hemos producido datos de secuenciación de ARN para 53 células primarias de diferentes ubicaciones en el cuerpo humanoâ€, explican. “La agrupación de estas células primarias revela que la mayorÃa de las células del cuerpo humano comparten algunos programas transcripcionales amplios, que definen cinco tipos principales de células: epitelial, neuronal (equivalente a los grupos histológicos), sanguÃneo (un tipo principal y no un subtipo del tipo conjuntivo), endotelial (también un tipo principal y no un subtipo del tipo epitelial) y mesenquimal (que agrupa al tejido muscular y al conectivo, menos la sangre). Actúan como componentes básicos de muchos tejidos y órganos. Sobre la base de la expresión génica, estos tipos de células redefinen los tipos histológicos básicos por los cuales los tejidos se han clasificado tradicionalmenteâ€. Asimismo, han identificado genes cuya expresión es especÃfica para estos tipos de células, y a partir de esos genes, han estimado la contribución de los principales tipos de células a la composición de los tejidos humanos.
“Esta composición celular es una firma caracterÃstica de los tejidos y refleja la heterogeneidad e histologÃa morfológica de los tejidos. Hemos identificado cambios en la composición celular en diferentes tejidos asociados con la edad y el sexo y hemos descubierto que las desviaciones de la composición celular normal se correlacionan con los fenotipos histológicos asociados con la enfermedadâ€.
Tradicionalmente, precisa Roderic Guigó a DM, “los tejidos humanos se clasifican en cuatro tipos distintos: epitelial, muscular, conectivo y neuronal. La sangre se considera un subtipo del tipo conectivo y el tipo endotelial un subtipo del tipo epitelial (aunque hay controversia sobre este asunto). Esta clasificación se basa sobre todo en la morfologÃa y la función de las células que constituyen estos tejidosâ€.
Su trabajo ha consistido en analizar el patrón de expresión de genes en células de distintos órganos y comparar esos patrones en estas células. “Hemos visto que la mayorÃa, pero no todas, se agrupan en cinco grupos principales. Se definen porque las células dentro de uno de estos grupos tienen patrones de expresión génica globalmente similaresâ€. Es decir, los cinco grupos celulares actúan como bloques de construcción fundamentales, a partir de los cuales se "ensamblan" los tejidos y órganos.
"Comprender cómo estos cinco grupos de células componen el tejido humano es un primer paso para ayudar a caracterizar la enfermedad", explica Manuel Muñoz Aguirre, investigador del CRG. “Por ejemplo, si estudiamos un grupo de individuos sanos, tenemos una idea de cómo se comportan las células en estos grupos. Luego, cuando estudiamos un grupo de individuos enfermos, podemos observar las diferencias en los niveles de estas células. Es un punto de partida para comprender qué podrÃa salir mal durante la enfermedad a nivel celular".
Enciclopedia vivaEl Proyecto Encode ha comenzado su cuarta fase con nuevas tecnologÃas e investigando tipos de células adicionales. "Esta enciclopedia es un recurso vivoâ€, añade Gingeras. "Tiene un principio, pero realmente no tiene fin. Seguirá mejorando y creciendo. Cuando completamos el primer borrador del genoma humano, quedó claro que, si bien tenÃamos la secuencia primaria del genoma, necesitábamos disponer de una anotación precisa. SabÃamos dónde estaban ubicados los genes, pero la ubicación de los mecanismos reguladores en el genoma estaba subdesarrollada".
El genoma humano contiene unos 20.000 genes codificadores de proteÃnas, pero las partes funcionantes de nuestros genes representan sólo alrededor del 2% de todo el genoma. Durante las últimas dos décadas, los cientÃficos han estado tratando de averiguar lo que hace el otro 98%, el mal llamado ADN basura.
Financiado por el National Human Genome Research Institute (NHGRI) estadounidense, Encode arrancó en 2003, poco después de la primera secuenciación completa del genoma humano. Sus investigadores han estado desarrollando un catálogo completo de los elementos funcionales de los genomas humano y murino: densos conjuntos de genes codificadores de proteÃnas, genes no codificadores y elementos reguladores que instruyen a las células sobre cómo y cuándo transcribir secuencias de ADN en ARN. Miles de investigadores en todo el mundo se han valido de los datos del Encode para estudiar la biologÃa del cáncer, las enfermedades cardiovasculares y la genética humana, entre otros aspectos. Prueba de ello son los más de 2.000 artÃculos derivados de los datos del Encode disponibles libremente para toda la comunidad cientÃfica, muchos de ellos relacionados con enfermedades.
"Este es el primer análisis genómico funcional a gran escala de proteÃnas de unión al ARN con múltiples técnicas diferentes", dice Christopher Burge, profesor de biologÃa del Instituto Tecnológico de Massachusetts. "Esperamos llevar la función del ARN más plenamente al mundo genómico". Burge es uno de los autores más veteranos del estudio, junto con Xiang-Dong Fu y Gene Yeo, de la Universidad de California en San Diego, Eric Lecuyer de la Universidad de Montreal, y Brenton Graveley, de la Universidad de Connecticut.
Con la finalización de esta fase, el proyecto Encode ha añadido millones de "interruptores" de ADN de los genomas humanos y de ratón que parecen regular cuándo y dónde se encienden los genes, y un nuevo registro que asigna una parte de esos interruptores a categorÃas biológicas útiles. El proyecto también ofrece nuevas herramientas de visualización para ayudar en el uso de grandes conjuntos de datos del Encode.
Gran parte del proyecto se ha basado hasta ahora en la detección de secuencias reglamentarias de ADN utilizando una técnica llamada ChIP-seq, que identifica sitios de ADN, como factores de transcripción, que determinan las funciones de esas secuencias. Sin embargo, Burge señala que esta técnica no detecta elementos genómicos que deben copiarse en el ARN antes de involucrarse en la regulación genética.
En su lugar, se han basado en una técnica conocida como eCLIP, que utiliza luz ultravioleta para cruzar moléculas de ARN con proteÃnas de unión al ARN (RBP) dentro de las células. Luego aÃslan los RBP especÃficos utilizando anticuerpos y secuencian los ARN a los que estaban vinculados.
Los RMP tienen muchas funciones diferentes: algunos son factores de empalme, que ayudan a cortar secciones de ARN mensajero de codificación de proteÃnas, mientras que otros detienen la transcripción, mejoran la traducción de proteÃnas, descomponen el ARN después de la traducción o guÃan el ARN a una ubicación especÃfica en la célula. Determinar las secuencias de ARN que están enlazadas a los PBP puede ayudar a revelar información sobre la función de esas moléculas de ARN.
La combinación de los datos extraÃdos con estas técnicas les ha permitido producir un atlas de mapas que describen cómo la actividad de cada RBP depende de su ubicación de enlace. "Por qué se activan en un lugar y se reprimen cuando se unen a otro lugar es un rompecabezas", dice Burge. "Pero tener este conjunto de mapas ayudará a los investigadores a averiguar qué caracterÃsticas de proteÃnas están asociadas con cada patrón de actividad".
Interruptores reguladoresPara evaluar las funciones potenciales de las diferentes regiones del ADN, los investigadores del consorcio estudiaron también los procesos bioquÃmicos que normalmente se asocian con los interruptores que regulan los genes. Este enfoque bioquÃmico es una manera eficiente de explorar todo el genoma de forma rápida e integral y ayuda a localizar regiones en el ADN que son "posibles elementos funcionalesâ€.
Los candidatos pueden ser analizados en nuevos experimentos para identificar y caracterizar sus funciones en la regulación genética. "Un desafÃo clave en el Encode es que diferentes genes y regiones funcionales están activos en diferentes tipos de células", comenta Elise Feingold, de la División de Ciencias del Genoma del NHGRI. "Esto significa que necesitamos analizar un gran número de muestras biológicas para diseñar un catálogo de elementos funcionales en el genoma".
El cuerpo humano se compone de billones de células, con miles de tipos de células. Mientras que todas estas células comparten un conjunto común de instrucciones de ADN, los diversos tipos de células llevan a cabo funciones distintas mediante el uso de la información codificada en el ADN. Las regiones de ADN que actúan como interruptores para activar o desactivar los genes, o ajustar los niveles exactos de actividad génica, ayudan a impulsar la formación de tipos celulares distintos y rigen su funcionamiento en la salud y la enfermedad.
"Los datos generados en Encode 3 aumentarán drásticamente nuestra comprensión del genoma humano", vaticina Brenton Graveley, director del Departamento de Genética y Ciencias del Genoma de Connecticut. "El proyecto ha añadido una enorme resolución y claridad para los tipos de datos anteriores, como las proteÃnas de unión al ADN y las marcas de cromatina, y nuevos tipos de datos, como las interacciones del ADN de largo alcance y las interacciones entre proteÃnas y ARNâ€.
'Nature' y otras grandes revistas cientÃficas publican hoy los resultados de una nueva fase del 'Encode', un catálogo completo de los elementos funcionales del genoma. Off José R. Zárate Investigación Off
Pablo Hernansanz-AgustÃn y Carmen Choya Foces, parte del equipo que ha realizado la investigación.
Los perros presentarÃan un incremento del riesgo de infección por su mayor contacto con el ser humano.
La autorización de uso de remdesivir en Europa es condicional a la espera de la generación de más datos de eficacia y seguridad.
El impacto de la pandemia ha ido mucho más allá de lo sanitario y lo económico.
Miembros del grupo EpiChron, del Instituto Aragonés de Ciencias de la Salud.
Alba Vergés.
La elección de plaza es una de las decisiones más importantes de los MIR
Unos agentes de los Mossos d'Esquadra informan a una pareja del uso obligatorio de la mascarilla, este viernes en Barcelona.EFE/ Alejandro GarcÃa
El ministro de Sanidad, Salvador Illa, ha comparecido este lunes para analizar la evolución de la pandemia. (EFE)
Consejo de Ministros donde se ha aprobado la especialidad MIR de Medicina Legal y Forense
Josep Arimany, presidente de la Comisión Nacional de Medicina Legal y Forense (José Luis Pindado)
Isabel Diaz Ayuso con Enrique Ruiz Escudero.
La Comisión Europea emitió el 3 de julio una autorización de comercialización condicional para remdesivir en Covid-19.
Óscar Fernández-Capetillo, del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO).
La pandemia por Covid-19 ha favorecido el descenso en el cumplimiento del calendario vacunal habitual.
Carlos Teixeira, director general de Teva para España y Portugal.
Al congreso de la American Society of Clinical Oncology (ASCO) de 2018 acudieron unos 40.000 profesionales del sector. Este año el encuentro es virtual.
Los pacientes ingresados por neumonÃa Covid registran una edad media cercana a los 50 años.
Dos nuevas residentes celebran la asignación de su plaza a las puertas del Ministerio de Sanidad, el primer dÃa de elección de este año (Fotos: Luis Camacho).
Vacunas.
Fernando Simón, director del Centro de Coordinación de Alertas y Emergencias Sanitarias (CCAES)
La zona T facial es la vÃa de entrada principal del coronavirus y de otros patógenos.
Jesús Aguilar, presidente del Consejo General de COF.
Equipo de Jesús López-Herce, en el centro, de UCI Pediátrica del Gregorio Marañón, de Madrid.
Filgotinib se ha autorizado en artritis reumatoide activa de moderada a grave.
El dolor de garganta puede ser uno de los sÃntomas del cáncer de cabeza y cuello.
Hay que explicar la situación a los jóvenes apelando la responsabilidad.
Continúa en España la elección de plazas MIR en este pandémico 2020.
Luis Mora, director general de la Unidad de Negocio de OncologÃa de PharmaMar, explica que lurbinectedina está revelando actividad también en varios otros tipos de cáncer.
La 'Ecteinascidia turbinata' es el tunicado marino a partir del que se ha aislado lurbinectedina.
Alejandro GarcÃa Nogueiras, nuevo presidente del COF de Valladolid.
La fotoprotección es impresndible en verano para prevenir quemadura cutáneas.
La vacuna mRNA-1273 se ensayará en 30.000 voluntarios en Estados Unidos.
Una revisión analiza el papel de los lavados nasales en la reducción de la carga viral y en la transmisión del SARS-CoV-2.
Formación continuada de cirujanos.
Sitges-Serra con su libro.
De izquierda a derecha, Marta Feito, Jair Tenorio, Raúl de Lucas, Julián Nevado, Pablo Lapunzina, VÃctor MartÃnez, Gema Gordo, Lara RodrÃguez y Antonio Torrelo
Aunque Familia ofrece este año 310 plazas más que el año pasado, los MIR siguen sin contarla entre sus especialidades favoritas (Foto: DM).
A tenor de esos datos, el protagonismo que las sociedades cientÃficas de atención primaria reclaman para sus especialidades antes, durante y después de la fase aguda de la pandemia de la Covid-19 parece no haber convencido a los futuros residentes de la importancia que Medicina de Familia tiene para el SNS. Mejor le ha ido, en cambio, a la otra especialidad médica de primaria, PediatrÃa, que agotó sus 481 plazas en la 8ª jornada de adjudicación, y antes de llegar al número de orden 5.000 (el último residente que eligió PediatrÃa lo hizo con el número 4.529).
Con la operación ‘Balmis’, se desplegaron 2.500 efectivos pertenecientes a los tres Ejércitos, UME y Guardia Real en toda España para hacer frente al Covid-19.
El epidemiólogo Pedro Gullón y el médico de Familia Javier Padilla, han escrito el libro 'Epidemiocracia'.
Los almacenes han contado con un protocolo de medidas preventivas y de contingencia para evitar contagios por coronavirus.
El artÃculo 7 del Real Decreto-ley 21/2020 instaura las medidas obligatorias para garantizar la protección de la salud de las empresas en sus centros de trabajo.
La hemofilia es la segunda coagulopatÃa congénita más frecuente tras la Enfermedad de von Willebrand.
Ana Vall-Llosera.
Enfemera del Hospital Universitario Vall d'Hebron se lava las manos. FOTO: Ariadna Creus y Ãngel GarcÃa (Banc Imatges Infermeres)
El estudio de los exomas de los pacientes reveló mutaciones clave en TLR7.
La mitad de los pacientes hospitalizados con Covid-19 presentan disfagia tras su paso por las Unidades de Cuidados Intensivos.
El préstamo tiene condiciones beneficiosas para ayudar al MIR a poner en marcha cualquier proyecto personal o profesional.
Minimizar la situación o despreciar las medidas de prudencia no es muy diplomático después de lo que se ha vivido.
CirugÃa de prótesis personalizada de rodilla en la ClÃnica Cemtro de Madrid.
En los primeros diez dÃas de elección de plazas MIR han agotado su oferta 26 especialidades.
Centenares de residentes, principalmente médicos y enfermeros, han hecho una sentada y se han atado las manos con vendajes en defensa de sus derechos y "contra la precariedad" tras leer un manifiesto en la Puerta del Sol.
El Ministerio de Sanidad ya contabiliza 272.421 casos confirmados de coronavirus en España.
Imagen microscópica de SARS-CoV-2, causante de la Covid-19. (NIH)
Integrantes de la nueva Junta de Gobierno del COF de Barcelona.
Nuevos estudios indican la escasa utilidad de la cloroquina.
Un residente, en la sede del ministerio, durante su turno de elección de plaza, en la convocatoria actual (Foto: Luis Camacho).
Satse solicita que se aumenten las plantillas de enfermeras y enfermeros de la sanidad pública.
Josep Maria Argimon.
El Ministerio de Sanidad ya registra 270.166 casos confirmados de coronavirus en España.
Irene Ferrer y Luis Paz-Ares, del Servicio de OncologÃa y del i+12, del Hospital 12 de Octubre, de Madrid.
Los anticuerpos aislados de enfermos de Covid-19 pueden neutralizar el virus.
El exceso de información sobre el coronavirus puede desencadenar sÃntomas de ansiedad.