Un equipo de investigadores del grupo de investigación interdisciplinario en Resistencia Antimicrobiana (AMR) de la Alianza de Investigación Singapore-MIT para la Tecnología (SMART), ha desarrollado una herramienta innovadora capaz de analizar miles de muestras biológicas para detectar modificaciones del ARN transferente (tRNA). Estas pequeñas alteraciones químicas en las moléculas de ARN son fundamentales para regular el crecimiento celular, la adaptación al estrés y la respuesta a enfermedades como el cáncer y las infecciones resistentes a antibióticos. Este avance promete abrir nuevas posibilidades en los campos de la ciencia, la salud y la industria, facilitando desde la aceleración de investigaciones sobre enfermedades hasta el desarrollo de tratamientos médicos más efectivos.
Para llevar a cabo este estudio, el equipo de SMART colaboró con investigadores del MIT, la Universidad Tecnológica de Nanyang en Singapur, la Universidad de Florida, la Universidad en Albany en Nueva York y la Universidad Técnica de Lodz en Polonia.
Superando limitaciones en el perfilado de modificaciones del ARN
Las enfermedades cancerosas e infecciosas representan condiciones complejas que obligan a las células a funcionar anómalamente debido a mutaciones en su material genético o por instrucciones provenientes de microorganismos invasores. El equipo liderado por SMART se encuentra entre los principales expertos mundiales en comprender cómo el epitranscriptoma —las más de 170 modificaciones químicas diferentes que pueden tener todas las formas de ARN— controla el crecimiento celular normal y cómo estas células responden a cambios estresantes en su entorno, tales como la pérdida de nutrientes o exposición a sustancias tóxicas. Además, investigan cómo este sistema puede ser alterado en casos de cáncer o aprovechado por virus, bacterias y parásitos durante infecciones.
Los métodos moleculares actuales utilizados para estudiar el vasto epitranscriptoma y los miles de tipos diferentes de ARN modificado suelen ser lentos, laboriosos y costosos, además de implicar el uso de productos químicos peligrosos. Esto limita tanto la capacidad como la velocidad del trabajo investigativo.
Nueva herramienta para un perfilado rápido y automatizado
Ante esta problemática, el equipo SMART ha creado una herramienta que permite un perfilado rápido y automatizado de las modificaciones del tRNA. Esta capacidad ofrece a los científicos la oportunidad de mapear redes regulatorias celulares, descubrir nuevas enzimas y relacionar patrones moleculares con mecanismos patológicos, allanando así el camino hacia un descubrimiento farmacológico más eficaz y diagnósticos más precisos.
La investigación abierta realizada por SMART fue publicada recientemente en Nucleic Acids Research, bajo el título “El perfilado de modificaciones del tRNA revela redes regulatorias epitranscriptómicas en Pseudomonas aeruginosa”, mostrando que esta herramienta ya ha permitido descubrir enzimas modificadoras del ARN previamente desconocidas y mapear complejas redes regulatorias génicas. Estas redes son cruciales para la adaptación celular al estrés y a enfermedades, brindando valiosos conocimientos sobre cómo las modificaciones del ARN controlan los mecanismos vitales bacterianos.
Acelerando aplicaciones clínicas e industriales
Este versátil instrumento tiene amplias aplicaciones en investigación científica, industria y atención médica. Permite realizar estudios a gran escala sobre regulación génica, biología del ARN y respuestas celulares ante desafíos ambientales y terapéuticos. La industria farmacéutica y biotecnológica puede aprovecharlo para el descubrimiento de fármacos y cribado de biomarcadores, evaluando eficientemente cómo los medicamentos potenciales afectan las modificaciones del ARN y el comportamiento celular.
“Esta es la primera herramienta que puede perfilar rápida y cuantitativamente las modificaciones del ARN a través de miles de muestras”, afirma Jingjing Sun, científica investigadora en SMART AMR y autora principal del artículo. “No solo nos ha permitido descubrir nuevas enzimas modificadoras del ARN y redes génicas, sino que también abre la puerta para identificar biomarcadores y objetivos terapéuticos para enfermedades como el cáncer y las infecciones resistentes a antibióticos.”
Miras hacia adelante: ampliando horizontes clínicos
A medida que avanzan sus investigaciones, SMART AMR planea expandir las capacidades de esta herramienta para analizar modificaciones del ARN en células humanas y tejidos, trascendiendo así los modelos microbianos para profundizar en la comprensión de los mecanismos patológicos humanos. Los esfuerzos futuros se centrarán en integrar esta plataforma dentro de investigaciones clínicas con el fin de acelerar el descubrimiento tanto de biomarcadores como objetivos terapéuticos.
El desarrollo tecnológico orientado hacia un análisis integral del epitranscriptoma podría impulsar tratamientos más efectivos y personalizados dentro del ámbito farmacéutico y sanitario.
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