El Dr. Yotam Drier, del Centro Lautenberg de Inmunología e Investigación del Cáncer de la Universidad Hebrea, se ha propuesto curar el cáncer. Utilizando sofisticados métodos computacionales, es capaz de descifrar los complejos mecanismos que regulan la actividad de miles de genes y mostrar cómo estos mecanismos fallan en el cáncer.
Cáncer: el asesino evasivo
El cáncer es la principal causa de muerte en la sociedad occidental y ha demostrado ser una enfermedad formidable de combatir. Una de las razones es que las células cancerosas cambian constantemente (mutan) al mismo tiempo que se multiplican, adquieren nuevas habilidades y evaden terapias. ¿Cómo hacen esto las células cancerosas? La clave está en la mala regulación de sus genes.
El cáncer ocurre cuando uno de los billones de células de nuestro cuerpo comienza a multiplicarse de manera descontrolada, dando lugar a una masa tumoral. Esto puede ser causado por hiperactividad o baja actividad de los genes. Por ejemplo, un gen puede recibir instrucciones mal repetidas para multiplicarse (por lo tanto, crecer sin control), o un gen destinado a bloquear el crecimiento celular puede volverse inactivo. A medida que avanza el cáncer, varios de estos genes clave tienden a mutar, lo que resulta en cambios permanentes en su actividad.
Sin embargo, genes perfectamente sanos aún pueden impulsar el cáncer. ¿Cómo? La respuesta está en el ADN regulador, el “otro” 97% de nuestro ADN que no contiene genes. Estos elementos reguladores dictan qué genes están activos dentro de cada célula, pero no es muy sencillo. Sus complejas interacciones, entre sí y con multitud de genes, dificultan descubrir cómo funcionan.
A la vanguardia de la investigación del cáncer
Utilizando herramientas avanzadas para el análisis genético y algoritmos computacionales novedosos, el trabajo del Dr. Drier ha revelado varias formas clave en las que los elementos reguladores de genes pueden impulsar el cáncer:
Epigenética: las “marcas” químicas en el ADN regulador afectan la forma en que se regulan los genes. Numerosos cambios epigenéticos simultáneos pueden cambiar drásticamente la actividad genética e impulsar el cáncer.
“Enredos” genéticos en 3D: cada célula contiene una especie de pompón de ADN “enredado”, en el que los genes y sus elementos reguladores están muy próximos e interactúan. Esta estructura a menudo cambia en las células cancerosas. Sin las interacciones adecuadas, los genes no se activan correctamente, lo que provoca el cáncer.
El Dr. Drier se ha asociado con éxito entre cambios particulares en el ADN regulador y tipos específicos de cáncer, incluidos los tumores neuroendocrinos pancreáticos, los tumores de la glándula salival y otros.
“Mi objetivo es descubrir sistemáticamente el código del ADN regulador y su alteración en el cáncer. Esto nos permitirá comprender mejor cómo los procesos básicos están regulados y codificados en el ADN, así como descubrir qué impulsa varios tumores todavía no entendemos. Podemos sugerir mejores estrategias para manejar estas enfermedades y nuevos medicamentos para atacarlas”.
En la frontera de la medicina computacional
El equipo de laboratorio del Dr. Drier aplica técnicas experimentales de vanguardia para estudiar y caracterizar tumores de alto rendimiento. En otras palabras, en lugar de estudiar un gen o tipo de cáncer específico, estudia un sistema: todo el genoma del cáncer. El laboratorio del Dr. Drier genera y analiza una cantidad significativa de datos, incluida la genética, la epigenética, la estructura, la expresión génica y más del tumor.
Mediante la aplicación de potentes algoritmos, el Dr. Drier integra sus hallazgos con otras bases de datos y desarrolla modelos computacionales capaces de predecir los eventos que provocan el cáncer, centrándose en los cambios en los elementos reguladores del ADN. Dichos eventos pueden incluir cambios y diferencias entre células sanas y cancerosas y lo que hace que el cáncer aparezca, siga creciendo y metastatice. En otras palabras, el Dr. Drier es capaz de predecir la función de los cambios observados en el ADN regulador y su papel en la conducción del cáncer.
El Dr. Drier está adoptando actualmente un enfoque muy amplio; Después de identificar las alteraciones reguladoras específicas del ADN responsables de causar una forma particular de cáncer, su equipo comprobará experimentalmente si la introducción de estos cambios en las células provoca el resultado previsto para establecer la causa y el efecto entre los cambios regulatorios del ADN y el cáncer (en lugar de meras correlaciones).
El trabajo del Dr. Drier está a la vanguardia de la medicina computacional, tanto en la Universidad Hebrea como a nivel mundial. Su trabajo ha contribuido en gran medida a nuestra comprensión de cómo las alteraciones del ADN regulador pueden conducir al cáncer, y sus avances están iluminando nuevas formas de tratar a los pacientes con cáncer.
“Estoy muy agradecido por la oportunidad de trabajar en el ambiente diverso y estimulante que brinda la Facultad de Medicina de la Universidad Hebrea, donde las colaboraciones se forman naturalmente entre médicos, biólogos experimentales y biólogos computacionales, una intersección que proporciona una ciencia muy gratificante”.
