Simulaciones computacionales permitirían analizar malformaciones de la mandíbula

Como un aporte al tema, biólogos de la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) adelantaron un estudio en el que experimentaron con entre 30 y 60 embriones de pollo para ver cómo se desarrolla el daño genético de las vías moleculares asociadas con el desarrollo de la mandíbula. El trabajo fue realizado por Joan Sebastián Joya, estudiante de la Maestría en Ciencias, junto con investigadores del Laboratorio de Biología del Desarrollo y Conservación Genética.

Las vías moleculares son como grandes autopistas por las que transitan las células y en las que los aminoácidos –pequeñas partes que componen las proteínas– pueden desarrollar su trabajo sin ningún problema, permitiendo que el ácido desoxirribonucleico (ADN) envíe la información sobre la creación de cada parte de la mandíbula de manera específica, ya que no hay dos iguales.

El investigador explica que “el daño o bloqueo que se determinó fue el de dos vías moleculares clave: la primera es la DLX (Drosophila distal-less), que funciona como el director de orquesta de la construcción de diversas partes del cuerpo. Cuando esta vía se afecta produce variaciones en el tamaño y la firmeza de la mandíbula.

“La segunda vía se llama endotelina y es como una carretera que conecta las células con la DLX, y lo que ocurre allí genera un efecto en cadena”.

Esta investigación le da un giro a otros métodos que tratan de evaluar el problema con fármacos, con los cuales no se tiene certeza de si se produce un daño extra, y además no sería la mejor forma de prevenir la malformación, ya que actúa por ensayo y error.

Según el estudiante Joya, “algo fundamental es entender que antes se creía que había ADN que era basura y que no servía, pero hoy se sabe que está encargado de aportar información al mensajero de la información, el ácido ribonucleico (ARN), que regula la expresión de genes que sintetizan proteínas”.

“A partir de este fenómeno se extrapola el método de ARN de interferencia, que, como su nombre lo indica, interfiere con los daños, por lo que la simulación ayuda a identificar los puntos en donde se encuentra ese control, para luego determinar la estructura y enviarla a laboratorios de países como China y Japón, que la sintetizan y la envían de vuelta, es decir que lo que está en el computador lo vuelven algo palpable”, explica.

A los embriones elegidos –de alrededor de 4 mm– se les microinyectó una solución de 1,5 ml con la sustancia que primero fue simulada, y 48 horas después se recolectaron partes del tejido del pico en desarrollo para ver su estructura molecular; al parecer, 10 días después comienza a producirse la malformación en el pico inferior, el cual disminuye en tamaño.

Entender estos daños en embriones de pollo es un paso importante para en el futuro comprender la dinámica de la genética humana, ya que las vías celulares son similares, lo mismo que en ratones y algunos peces, por lo que se adelantan estudios en todas estas líneas de animales.

¿Pero cómo se llega a determinar el daño en las vías? En el laboratorio se diseña la estructura de las vías moleculares, los genes, y por ende de las proteínas que se dañan, para lo cual se utilizan softwares de acceso público, entre ellos GenScript y RNAfold, con los que se puede simular la forma en que estos procesos ocurren en las células.

“En la simulación se diseñan una serie de líneas genéticas, que tienen la información para destruir los genes que se presume están asociados con la formación de la mandíbula, enviando una señal a la estructura e identificando la ubicación dentro de las proteínas, lo cual sirve para luego hacer experimentos in vivo en los pollos y confirmar la hipótesis”, señala el experto.

La técnica computacional ofrece mayor precisión, ya que se sabe específicamente lo que ocurre en el terreno molecular y genético, y disminuye los costos de generar múltiples experimentos, y también los tiempos en que se puede identificar el daño.