En el organismo vivo, en condiciones saludables, las células están continuamente muriendo y regenerándose. Como consecuencia de ello, trozos de su DNA están continuamente pasando al torrente circulatorio. A estos se les ha llamado "DNA circulante" y corresponden a trozos del DNA del núcleo de células que van muriendo y renovando. Ello es un proceso normal, pero cuando además un determinado órgano o sistema se enferma o daña, algunas de sus células se destruyen y trozos de su DNA pasan también a la sangre, incrementando el nivel normal del DNA circulante. Si bien es cierto que esto es conocido desde hace algún tiempo, sólo ahora diversos investigadores han comenzado a interesarse en su detección porque piensan que podrían constituir un valioso test diagnóstico. Efectivamente, estos pueden ser muy útiles para detectar el inicio de enfermedades o cualquier otro proceso patológico que comience a afectar a determinados órganos o tejidos. Así se podría detectar tempranamente una injuria o enfermedad que esté comenzando a dañar a un determinado órgano. Con ello se dispondría de un diagnóstico temprano de la lesión y además de un valioso y fácil monitoreo durante su evolución.
"La determinación no invasiva de la muerte celular es un área muy interesante que pudiera tener un sinfín de aplicaciones", dice el biólogo Yuval Dor de la Universidad Hebrea de Jerusalén. El y su grupo confían que averiguando el origen del incremento del DNA circulante se podría llegar a establecer precozmente un diagnóstico preciso de una enfermedad que se estaría iniciando sin dar aún síntomas clínicos ostensibles, como por ejemplo, un cáncer del páncreas, o una diabetes tipo 2, una esclerosis múltiple u otra cualquier enfermedad.
Es fácil detectar en muestras de sangre el DNA circulante, ya sea en condiciones normales de salud o el incremento adicional que se produciría si se enfermara o dañara un determinado órgano o sistema del organismo. Sin embargo, no es tan fácil determinar la procedencia específica del órgano enfermo o dañado que dio origen al incremento del normal DNA circulante. Ya hay algunos avances que señalan como se podría este individualizar. Es por ello comprensible el interés despertado entre los investigadores y se justifica plenamente los esfuerzos que están realizando, ya que de lograrse, sería de una enorme utilidad clínica. "Puede imaginarse la ventaja clínica de poder disponer de un método no invasivo, rápido y de bajo costo (una muestra de sangre), que fuese capaz de individualizar precozmente cualquier enfermedad que afecte a un determinado órgano o tejido del organismo".
Una probable solución estaría en la determinación de los grupos metílicos que normalmente se agregan a ciertos genes (DNA) a nivel celular, ya sea para inhibir o disminuir su transcripción a proteínas, regulando así la cuantía de la expresión genética. Se trata de avances logrados en lo que se ha llamado la "epigenética"
(Cómo se expresa el genoma),
(La epigenética en la nutrición). Mediante ella se podría llegar a determinar el órgano de origen del incremento del DNA circulante, ya que se sabe que cada tipo de célula, sea esta del músculo, neurona o células sanguíneas, o cualquiera otra, tiene una característica propia de metilación de su DNA. En Octubre del 2015 el grupo dirigido por Dennis Lo, de la The Chinese University del Hong Kong, publicó en el Proceeding of the National Academy of Science, un trabajo en que afirman poder hacerlo mediante las características propias de metilación del DNA de los diferentes órganos. Así, por ejemplo, en pacientes con cáncer del hígado comprobaron mediante el tipo de metilación de su DNA circulante, el órgano de su procedencia: "célula hepática", lo que era compatible con el diagnóstico de cáncer hepático. Desgraciadamente el método por ellos utilizado descansaba en el análisis del genoma del sujeto, cuyos costos en el mejor de los casos superan los 1000 dólares por muestra.
Pero más recientemente, en la misma revista (Proceeeding of the National Academy of Science), Yubal Dor de la Universidad Hebrea de Jerusalén y sus colaboradores describieron otra tecnología que permitía, en forma simple y de menor costo, identificar el tejido de origen del DNA circulante. El grupo primero tuvo que describir en el genoma los diferentes tipos específicos de mediación que corresponderían a cada uno de los órganos o tejidos. En base a ello y mediante el escaneo del DNA circulante, lograron determinar las características de metilación del DNA circulante en 11 enfermos con diabetes tipo 1. Mediante la misma metodología pudieron detectar las características de metilación de células 3 moribundas (células pancreáticas productoras de insulina) pertenecientes a personas que habían recibido trasplantes de células pancreáticas, con signos de rechazo inmunológico. En base a estos hallazgos, concluyeron que la determinación de la metilación en el DNA circulante puede ser muy útil para determinar el riesgo de desarrollar una diabetes tipo 1, antes que se dañe el páncreas y antes que se eleven los niveles de glicemia. Con ello se podría a futuro intervenir precozmente el desarrollo de la enfermedad.
En base a estos avances puede afirmarse que esta metodología puede ser útil para el diagnóstico precoz de otras afecciones, como lo señala Dor y sus colaboradores. Mediante la determinación y análisis del DNA circulante el grupo pudo detectar la enfermedad en 14 de 19 pacientes que habían tenido recaídas de esclerosis múltiple. El equipo también identificó en las muestras de sangre, células cerebrales muertas en pacientes que habían sufrido traumas craneanos o paros cardíacos. Del mismo modo pudieron confirmar en muestras de sangre de 42 pacientes el diagnóstico de cáncer pancreático. Incluso en esas muestras pudieron distinguir entre cáncer y pancreatitis, dado que en esta última enfermedad también se producen elevaciones del RNA circulante.
Pero no sólo a través de la mediación es posible individualizar las características del DNA circulante. También se han descrito otras alteraciones que pueden señalar el órgano o tejido afectado. Recientemente un equipo de la Universidad de Washington, Seattle, describió en la revista Cell (Enero 2016) que en las estructuras llamadas nucleosomas existían diferencias en cómo se empaquetaba el DNA
(Más allá del código genético: el código de las histonas). Utilizando estas diferencias en los nucleosomas del DNA circulante, los autores detectan el cáncer en tres de cinco pacientes.
Todo lo descrito ha sido muy reciente, por lo que aun siendo muy provocativos los hallazgos, hay todavía un largo camino que recorrer. Habrá que esperar que esta nueva herramienta clínica se vaya confirmando y perfeccionando.
*La información descrita se ha basado en el artículo publicado por Jocelyn Kaiser en la revista Science (2016; 351:1253).