En los últimos años hemos escuchado y leído mucho sobre el ARN y sus aplicaciones, especialmente durante la pandemia, ya que varias de las vacunas desarrolladas contra la COVID-19 se basan en el uso de ARN. También se han publicado noticias sobre la creación de vacunas de ARN contra el cáncer o métodos de diagnóstico que lo utilizan, pero ¿qué es el ARN y cuál es su importancia en la investigación biomédica del cáncer? Continúa leyendo para descubrirlo.
En este Día Mundial del ARN, desde la Asociación Española Contra el Cáncer queremos explicar qué es y por qué es tan importante esta molécula en la investigación oncológica. Para ello, hablamos con la Dra. Cristina Fornaguera, profesora titular e investigadora en la Universidad Ramón Llull (URL); Dra. Eva María Novoa, investigadora en el Centro de Regulación Genómica (CRG) y Alberto Jesús Tinahones, investigador predoctoral en el Centro Singular de Investigación en Medicina Molecular y Enfermedades Crónicas (CiMUS); quienes, con nuestro apoyo, estudian el ARN y varias de sus aplicaciones (desde nuevos métodos de diagnóstico del cáncer, hasta tratamientos más eficaces).
¿Qué es el ARN y cuál es su función?
El ARN, o ácido ribonucleico, es una molécula muy parecida al ADN que está presente en las células. De hecho, las funciones del ADN y ARN están relacionadas, ya que, el primero es una especie de libro de instrucciones que define el funcionamiento de las células, mientras que el ARN se encarga de ayudar que estas instrucciones se “lean” y sigan correctamente.
Tipos de ARN
Existen diferentes tipos de ARN. Los más conocidos son:
- ARN mensajeros (ARNm): tal y como su nombre lo indica, son los que actúan como mensajeros de la información desde el ADN, con las instrucciones necesarias para que la célula cumpla distintas funciones.
- ARN ribosomal (ARNr) y ARN de transferencia (ARNt): se encargan de “leer” esta información.
- ARN pequeños: se encargan de regular que cada instrucción sea “leída” cuando y como corresponda.
¿Cómo contribuye el ARN a la lucha contra el cáncer?
El ARN “es una herramienta con mucho potencial aún por explorar”, señala la Dra. Cristina Fornaguera. Esta es una de las razones por las que en la Asociación Española Contra el Cáncer apoyamos varios proyectos que se centran en él. A continuación, explicamos las oportunidades que ofrece el ARN en la lucha contra el cáncer, a través de las investigaciones que se están realizando en este momento, con el objetivo de ayudar a los pacientes oncológicos.
¿Qué importancia tiene el ARN en la investigación biomédica y, en concreto, en el cáncer?
Para la Dra. Cristina Fornaguera uno de los motivos por los que el ARN es importante es su potencial uso en los tratamientos contra el cáncer: “Actualmente, en oncología, se ha visto que los tratamientos convencionales pueden no tener una eficacia plena, ya que van enfocados a los síntomas clínicos. Con el ARN se puede ir a curar la raíz del problema y, por ello, se considera que puede tener una eficacia mayor”.
Por su parte, el investigador Alberto Jesús Tinahones Ruano indica que “en la actualidad, el ARN ha adquirido una relevancia significativa en el estudio y tratamiento del cáncer, debido a su papel central en la regulación génica”, es decir, en la regulación de la actividad de los genes. “Comprender este proceso, y el papel que desempeñan los ARN en él, es esencial para entender los mecanismos que llevan al desarrollo del cáncer”. Como apunta el investigador, esta comprensión “permitirá el desarrollo de terapias dirigidas y el diagnóstico temprano de la enfermedad”.
La Dra. Eva María Novoa destaca la oportunidad que ofrece el ARN en la biomedicina, teniendo en cuenta que “el ARN es una molécula que todavía está muy poco explotada en biomedicina, en comparación con el ADN”. Al respecto, la investigadora señala que, en los últimos años, se ha empezado a explotar su uso; por ejemplo, en el tratamiento de enfermedades como la Distrofia Muscular de Duchenne (que hasta hace una década tenía efectos irreversibles en los niños) y, en el caso más reciente, en la vacuna del COVID-19.
¿Cómo puede ayudar el ARN a mejorar la detección temprana del cáncer?
Entre las múltiples aplicaciones de los ARN se encuentra la detección precoz del cáncer: uno de los grandes retos de la investigación.
Muchos estudios intentan buscar indicadores que puedan verse a través de un análisis de sangre. Uno de estos indicadores podría ser el ARN, ya que se sabe que los pacientes oncológicos presentan niveles de ARN alterados. Este es, precisamente, el objetivo de la investigación dirigida por la Dra. Eva María Novoa, a la que apoyamos para desarrollar una nueva tecnología de análisis de ARN que permita la detección temprana del cáncer de mama, de forma rápida, eficaz, poco invasiva para los pacientes y económica.
La mayoría de los estudios se han enfocado en el uso de los ARN mensajeros (ARNm) como posibles biomarcadores o indicadores en cáncer. Sin embargo, los estudios del laboratorio liderado por la Dra. Eva María Novoa sugieren que el uso de otro tipo de ARN, los ARN de transferencia (ARNt), puede constituir biomarcadores para la predicción temprana de la enfermedad, de manera muy específica para distintos tipos de cáncer.
Tal y como apunta la Dra. Eva María Novoa: “además de mirar si la síntesis de ciertos ARNt está alterada en cáncer, usamos un método de secuenciación que captura las modificaciones químicas de estos ARNt, usando una metodología llamada secuenciación de nanoporos. Esta parte es esencial, ya que, al capturar las modificaciones, que son muy distintas en células cancerosas, podemos hacer predicciones de cáncer usando muy pocas moléculas de ARN, como, por ejemplo, las que se encuentran en el plasma de los pacientes”.
La investigación se está realizando tanto en cáncer de mama como en cáncer de pulmón, y tiene el objetivo de determinar “cómo de temprano somos capaces de detectar cáncer usando muestras de sangre de pacientes, de cara a implementar esta metodología como método de cribaje en el futuro”. Conoce más sobre el proyecto en este vídeo:
¿Cómo estamos de cerca de conseguir una vacuna ARN contra el cáncer?
A diferencia de las vacunas que normalmente conocemos (que nos ayudan a prevenir enfermedades), las que se desarrollan contra el cáncer serían vacunas para su tratamiento. Sin embargo, ambos tipos de vacunas tienen en común que activan al sistema inmunitario para defenderse, bien de un virus, de bacterias o de un tumor. Al igual que se ha hecho para la COVID-19, se trabaja en el diseño de estas vacunas terapéuticas contra el cáncer basadas en el ARN.
“Lo que tenemos que conseguir para que funcione en cáncer es poder identificar cuál es la señal de peligro. Es decir, en COVID es evidente que es alguna parte del virus, pero, en tumores, aunque también es evidente que será alguna parte de las células tumorales, tenemos el problema de que estas son muy diferentes según cada paciente, explica la Dra. Cristina Fornaguera. A pesar de ello, apunta: “una vez consigamos introducir en el ARN utilizado como vacuna esta variedad, llegaremos a la terapia en pacientes”.
Para lograrlo, la Dra. Cristina Fornaguera, junto a su grupo de investigación, está trabajando en el diseño de una vacuna de ARN basada en nanomedicina para el tratamiento personalizado del cáncer de pulmón, un proyecto adjudicatario de una de nuestras ayudas.
¿Qué otras aplicaciones podría tener el ARN en el tratamiento del cáncer?
Los avances en investigación biomédica han permitido ampliar las aplicaciones del ARN, por ejemplo, para el desarrollo de terapias dirigidas. Tal es el caso de la investigación que lleva a cabo Alberto Jesús Tinahones: para la búsqueda de nuevas dianas terapéuticas para el tratamiento del cáncer de las vías biliares, la cual obtuvo una de nuestras ayudas predoctorales. Este investigador estudia un tipo de ARN llamado lncRNA, “cuya estructura es altamente estable, lo que permite que ejerza una regulación en las proteínas, ADN y otros ARN”, explica Alberto Jesús Tinahones.
Gracias a esta investigación, se ha descubierto que “muchos de los lncRNAs están desregulados en las vías que favorecen al cáncer”, añade el investigador; por lo tanto, “podrían ser utilizados en clínica, tanto para el diagnóstico temprano de la enfermedad, como para servir de diana terapéutica, es decir para diseñar nuevos fármacos que actúen sobre ello que podrían combinarse con otros agentes quimioterapéuticos. Estos estudios favorecerán el desarrollo de tratamientos innovadores y personalizados en la lucha contra el cáncer”.
