Son diminutos y de gran rol en la regulación genética de organismos pluricelulares, de plantas al humano, por lo que su descubrimiento motivó el Nobel de Medicina de 2024.
Diminutas moléculas de enorme rol biológico. Eso caracteriza a los microARN y la razón por la que el Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2024 fue para los científicos estadounidenses que lo descubrieron hace tres décadas, Victor Ambros y Gary Ruvkun.
En estudios al pequeño gusano Caenorhabditis elegans que se realizó el hallazgo que terminó por revelar un principio esencial en la regulación genética de los organismos pluricelulares, desde plantas al humano. “Ahora se sabe que el genoma humano codifica más de 1.000 microARN”, explicó la Fundación Nobel al anunciar este mes el galardón que se entregará en una ceremonia el 10 de diciembre.
Hito científico que trascendió especies y fronteras para abrir un universo de posibilidades para generar investigación y conocimientos de vanguardia que permitan responder interrogantes de relevancia para las ciencias biológicas en sus distintos campos, comprender a la compleja naturaleza e impactar en medicina y salud humana.
ARN es la sigla de ácido ribonucleico, “una secuencia nucleotídica monohebra”, precisó la doctora Andrea Sánchez, académica del Departamento de Bioquímica Clínica e Inmunología de la Facultad de Farmacia de la Universidad de Concepción (UdeC). Es similar al ADN (ácido desoxirribonucleico) que contiene el material genético que permite el desarrollo y vida de organismos, aunque con diferencias en aspectos como estructuras, ubicación en las células y esenciales roles.
Y aclaró que hay distintos tipos de ARN con específicas y vitales funciones celulares con las proteínas de protagonista. En ello destacó “ARN mensajero (m), que lleva la información para producir proteínas; ARN de transferencia que traduce el ARNm y permite llevar aminoácidos para producir proteínas; ARN ribosomal que es esencial para la lectura del ARNm y síntesis de proteínas”. Y en años recientes se sumaron ARN pequeños no codificantes o microARN, secuencias de menor tamaño que actúan regulando la expresión génica a nivel post-transcripcional “Es decir, regula la traducción del ARNm a proteína”, apuntó.
“Las proteínas realizan los distintos procesos celulares, por lo que los microARN están involucrados en todas las funciones celulares”, relevó la doctora Lorena Mardones, académica del Departamento de Ciencias Básicas de la Facultad de Medicina e investigadora del Centro de Investigación en Biodiversidad y Ambientes Sustentables de la Universidad Católica de la Santísima Concepción (Ucsc).
Así, estas pequeñas moléculas son biológicamente variadas y básicas para el humano. “Se postula que existen al menos 2.600 microARN distintos en humanos”, contó. Y se implican en aspectos que van del desarrollo de tejidos a patologías, porque “muchas tienen un componente genético, se deben a alteraciones en la síntesis de proteínas que hace que se expresen más o menos”, aclaró, desde los genes puede expresarse la mayor o menor predisposición a enfermar –y también morir- de ciertas causas.
Y lo mismo aplica para plantas, animales y otros seres vivos.
Y por sus funciones hallar al microARN genera “nuevas formas de regulación celular y tisular que previamente se pensaban imposibles”, sostuvo Sánchez.
En efecto “la revolución de su descubrimiento y rol en la fisiología y patologías abre un campo de investigación y utilización en distintas áreas, tanto biotecnológicas como médicas”, sostuvo.
Mardones profundizó que “el descubrimiento abrió un área de investigación en relación con la regulación de la expresión génica en procesos biológicos normales como diferenciación celular, metabolismo celular y homeostasis”. Y explicó que en salud y medicina se han abierto posibilidades de estudiar la participación de los microARN en varias enfermedades como las que afectan a los sistemas nervioso o inmune, cáncer y obesidad, de impacto por su prevalencia y morbimortalidad. Así también en aplicación como terapia para lo que “existen cerca de 1.200 estudios clínicos en progreso”, precisó.
El potencial de investigación y aplicación de los microARN es tan amplio como su variedad en tipos y funciones. Como ejemplos está el estudio para hallar biomarcadores de patologías, marcador biológico de riesgo o desarrollo temprano para orientar estrategias de prevención y pesquisa. También podrían dar cuenta de blancos terapéuticos, aumentado o disminuyendo la expresión de microARN específicos según la afección.
Los nuevos campos de investigación y las posibilidades de aplicación para abordar problemas de salud pública global que han abierto los microARN han influenciado líneas e intereses en plena exploración en el mundo, y la ciencia local no está ajena. Así como son muchas las posibilidades lo son las interrogantes que se plantean o plantearán en tanto más se hallen respuestas y revelen misterios de la biología.
La académica UdeC Andrea Sánchez, bioquímica de profesión con doctorado en biología celular y molecular, tiene el foco en la búsqueda de microARN que sean biomarcadores para generar estratificación del riesgo cardiovascular en personas con alto riesgo, como quienes padecen hipercolesterolemia familiar, enfermedad genética caracterizada por niveles altos de colesterol en sangre que puede dañar al corazón y vasos sanguíneos.
“La idea principal es que nos permita clasificar qué paciente va a presentar un evento cardiovascular a corto, largo o mediano plazo, y así promover la medicina preventiva y de precisión”, dijo. Un objetivo vital: las enfermedades cardiovasculares, junto al cáncer, lideran como causa de muerte en Chile y el mundo.
La doctora Lorena Mardones, académica Ucsc dedicada a la bioquímica nutricional, se vinculó a los microARN en una estadía que realizó el 2021 en la Universidad de las Islas Baleares en España, donde estudiaban en la leche materna y tenían evidencias de expresión de estas moléculas en el alimento relacionados a peso y talla de crías.
Ahora la motivación es poder explorar en su laboratorio distintos fenómenos, siguiendo en la leche materna y también en torno al metabolismo de adipocito en una dieta alta en fructosa. “Si conocemos cómo repercuten los alimentos en los niveles de microRNA que regulan el metabolismo lipídico en leche materna o adipocitos, podemos empezar a estudiar cómo regular sus niveles al modificar la dieta”, aseguró.
Con las científicas hay una pequeña muestra entre muchas temáticas e interrogantes interesantes y relevantes de responder, tantas como la cantidad de microARN e interacciones que pueden cumplir. Queda tanto por descubrir y aprender que hasta hay inquietudes impensadas hoy y cuya respuesta podría sorprender a futuro, como pasó con el hallazgo de los pequeños ARN, y podría contribuir la ciencia local.
“Conocer los procesos donde participan los microARN, cómo se asocian con las distintas funciones celulares y cómo podemos regularlos”, mencionó Mardones como preguntas básicas a responder, desde las que se desprenden otras y se abrirán más con cada nueva respuesta.
Bajo este contexto consideró que el salto y gran desafío de científicos del área es comprobar en vivo la función y relevancia en un determinado microARN en modelos celulares, animales y ensayos en humanos, para seguir avanzando en ciencia y conocimiento que pueden ser de vital utilidad.
El anhelo y la meta que motiva a científicos como Mardones es que “investigaciones en este tema ayuden a entender todos los mecanismos que regulan la expresión de nuestros genes en distintos tipos celulares y distintas etapas de la vida y condiciones de salud, ambientales o de alimentación, por ejemplo, además de usarlos como blanco terapéutico”.
Más allá de lo que queda por investigar, descubrir y saber, la certeza de la función vital de los microARN y el reconocimiento del hallazgo con un Nobel dan certeza de lo esencial de la ciencia básica, de generar conocimiento en su nivel elemental, opinó Lorena Mardones.
Lo complementó Sánchez: “visibilizar a los microARN y dar a conocer un nuevo sistema de regulación, como si fuera un segundo sistema hormonal o endocrino a nivel más molecular, permite concientizar a distintos niveles la comunidad científica y tecnológica y abrir nuevos campos de investigación básica y aplicada”.
Desde la ciencia básica se pasa a la aplicada y así al desarrollo e innovación en soluciones reales y potentes a problemas que afectan a la sociedad, que en este caso podrían tener forma de examen o fármaco que ayuden a proteger la vida y su calidad de procesos orgánicos y patologías que hoy muchas personas no logran evitar ni controlar efectivamente.