Los investigadores de tumores persiguen una estrategia novedosa: los así llamados cambios epigenéticos juegan un papel en distintas enfermedades malignas. Científicos de Bayer trabajan en comprender mejor estos procesos, con la esperanza de poder revertir pronto las modificaciones nocivas en las células enfermas.

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  • El reto:
    Pequeñas marcas en el ADN y las histonas llamadas marcas epigenéticas regulan nuestros genes. Pero también pueden provocar cáncer.
  • Solución:
    Encontrar formas de revertir estos cambios podría ser un nuevo enfoque terapéutico en oncología.
  • Beneficio:
    Los investigadores de Bayer están trabajando en ingredientes activos que pueden convertir las células tumorales en seres sanos.

El cáncer es una enfermedad maliciosa. Las células dañadas se reproducen descontroladamente y en algún momento se propagan a otras regiones del cuerpo. Los tumores malignos expulsan al tejido saludable y, finalmente, lo destruyen. Durante mucho tiempo se consideró que los cambios en la sustancia genética ADN eran los únicos detonadores del cáncer: a menudo, estas mutaciones hacen que determinados genes ya no funcionen -por lo general aquéllos que supervisan la partición celular. Así pierde el equilibrio existente en las células saludables entre la multiplicación y la muerte celular.

Vista de 360 ​​° de las células de cáncer de próstata.

Mediante marcadores químicos en la herenciagenética se lee alguna información y otra no

Sin embargo, en años pasados los investigadores encontraron que la multiplicación de una célula también se puede alterar de otra manera: mediante marcas químicas incorrectas en la herencia genética. Al igual que los separadores en un libro, estos marcadores se encargan que determinada información se lea y otra no. Si se encuentran en el lugar incorrecto, posiblemente se desactiven por error genes importantes o se activen incorrectamente genes normalmente poco activos. Esto puede tener el mismo efecto que una mutación en un gen.

Como se desarrolla un tumor

Los mecanismos que controlan la lectura del ADN los agrupamos bajo el término de epigenética

"Los mecanismos que controlan la lectura del ADN los agrupamos bajo el término de epigenética”, explica el doctor Bernard Haendler, responsable del laboratorio y científico directivo en la División Pharmaceuticals de Bayer en Berlín. Durante mucho tiempo, casi no se tenía en cuenta el beneficio terapéutico del epigenoma - la maquinaria superior con la que una célula regula la actividad de sus genes.

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La bióloga Fanny Knoth cultiva en los laboratorios de Bayer de Berlín células tumorales bajo condiciones estériles. Posteriormente trata las células, entre otras cosas, con inhibidores de los procesos epigenéticos para comprobar un efecto en la multiplicación.

Pero en los últimos años, la epigenética se ha convertido en uno de los temas de investigación más candentes, pues explica, por ejemplo, por qué las células se desarrollan de manera distinta - ya sea como células de la piel, nerviosas u óseas -, a pesar que todas tienen la misma herencia genética.

Con las marcas epigenéticas el cuerpo reacciona a las influencias del medio ambiente

Además, mediante la activación y desactivación de genes un organismo puede reaccionar flexiblemente a las influencias del medio ambiente. Así, las características como la estatura de una persona no solo dependen de la predisposición heredada, sino también de influencias externas como la alimentación.

146 Pares de Bases

(Es decir, puntos de información en el ADN) Se enrollan alrededor de octámero de histonas

En muchas enfermedades cancerosas, si no es que la mayoría de ellas, los cambios epigenéticos también juegan un papel, sospechan actualmente los investigadores, pues al igual que las mutaciones en el ADN, también los cambios epigenéticos se trasmiten a las células hijas. Si, por ejemplo, en una célula se desactiva por error un gen vigilante para la partición celular, este gen también permanece mudo en las siguientes generaciones de células - y la célula se reproduce sin ninguna inhibición lo mismo que si el gen estuviera defectuoso.

Que puede hacer la epigenética

En busca de causas de los tumores: se decodifica el código epigenético

Sin embargo, existe una diferencia decisiva: "Hasta el momento, no es posible revertir una mutación. Pero los cambios epigenéticos nocivos, sí”, dice el doctor Haendler

Por ello, los científicos de Bayer trabajan a todo vapor para encontrar aquellas marcas epigenéticas que juegan un papel en enfermedades tumorales como la leucemia, por ejemplo. En este contexto, prueban ingredientes activos con la intención de que vuelvan a revertir estos cambios. Su esperanza es que, de este modo, las células cancerosas vuelvan a transformarse en células saludables.

Sin embargo, para ello los investigadores tienen primero que comprender mejor el código epigenético -una empresa compleja en la que también están interesados otros grupos en las Divisiones Pharmaceuticals y Crop Science de Bayer. Un equipo alrededor del doctor Carlo Stresemann, científicos de la División Pharmaceuticals, mantiene otras cooperaciones con distintas instituciones de investigación externas: por ejemplo, con el prestigioso Broad Institute en Boston, el Centro Alemán de Investigación del Cáncer en Heidelberg y el Structural Genomic Consortium, una alianza de varias empresas e institutos de investigación. "Estas cooperaciones son muy importantes para nosotros para identificar nuevos objetivos epigenéticos para ingredientes activos”, afirma el doctor Stresemann.

Pero, ¿cómo una célula controla la actividad de sus genes? Las marcas epigenéticas son, por ejemplo, pequeñas modificaciones químicas del ADN que impiden que se lean determinados genes. Otras marcas se encuentran en proteínas, las llamadas histonas (véase la gráfica). Estas proteínas sirven para enrollar y plegar las moléculas de ADN de un metro de longitud, de modo que quepan en el núcleo celular. Las modificaciones epigenéticas de las histonas regulan la densidad de empacado y, así, la accesibilidad - es decir, la legibilidad - de la información del ADN.

Tendencias actuales en la investigación del cáncer

Los investigadores quieren influir en las herramientas moleculares para aplicar las marcas en las histonas

En estas marcas de histonas han puesto el ojo el doctor Stresemann y sus colegas en los grupos de proyecto interdisciplinarios. Quieren influir en las herramientas moleculares para aplicar, retirar y leer las marcas en las histonas, las así llamadas proteínas de escritura, borrado y lectura. Su actividad se puede reducir en determinados casos mediante inhibidores moleculares. En muchos casos, en la biblioteca de sustancias de Bayer se pudieron identificar estos inhibidores para proteínas epigenéticas y después optimizarse más en la Química Médica. Aún están investigando los expertos de Bayer la mayoría de estas sustancias en estudios preclínicos, es decir, comprueban su seguridad y eficacia en modelos celulares y con animales. En los últimos años, el equipo realizó varias publicaciones científicas en revistas especializadas de renombre - con resultados muy prometedores. Los estudios clínicos con pacientes empezarían lo antes posible.

Nuestro campo es ahora el centro de atención en la investigación del cáncer y espero que lleve a nuevas posibilidades de tratamiento para los pacientes

Los investigadores de Bayer Carlo Stresemann (izq.) y Bernard Haendler quieren hacer de la epigenética un pilar de la terapia contra el cáncer

El investigador de Bayer Bernard Haendler está confiado que la epigenética se convertirá pronto en un nuevo pilar de la terapia contra el cáncer: "Nuestro campo es ahora el centro de atención en la investigación del cáncer y espero que lleve a nuevas posibilidades de tratamiento para los pacientes.”

Entrevista: Stefan Knapp

"Todos los resultados se publican abiertamente”

El doctor Stefan Knapp es profesor de Química Farmacéutica en la Universidad Goethe de Fráncfort. Además, dirige el grupo "Chemical Biology” del Structural Genomics Consortium (SGC) en Oxford y es especialista en el desarrollo de ingredientes activos epigenéticos. research habló con él sobre la conexión entre la investigación de medicamentos académica e industrial en el SGC

¿Qué es el Structural Genomics Consortium (SGC)?

Desde su fundación en 2004, al SGC se han incorporado varios laboratorios académicos en Inglaterra, Canadá, Suecia y Brasil y hasta ahora nueve grupos farmacéuticos internacionales. El objetivo de la iniciativa consiste en acelerar la investigación en áreas hasta ahora desatendidas de la biología humana mediante el desarrollo de reactivos y ensayos y, con ello, promover el desarrollo de nuevos ingredientes activos para medicamentos. Lo especial del programa es que todos los resultados se publican lo antes posible y se permite el acceso a todos los reactivos también a otros grupos.

¿De qué manera se benefician la investigación académica y la investigación industrial del SGC?

Con la iniciativa se crean nuevo conocimiento y nuevos reactivos, por ejemplo, sondas químicas altamente selectivas, que todos pueden aprovechar. Esto ahorra gastos y tiempo de ambos lados. La competencia no es un problema para los socios comerciales, pues las empresas tienen aún suficiente margen para perfeccionar los reactivos en medicamentos terminados. Para mí como académico es de mucha ayuda cooperar con empresas como Bayer: trabajamos conjuntamente en encontrar proteínas relevantes para la enfermedad y también publicamos de manera conjunta.

¿Por qué se ocupa el SGC del tema de epigenética?

Los grupos académicos quieren entender cómo funciona el control epigenético de la célula. Para las empresas el tema es interesante porque los procesos epigenéticos participan en muchas enfermedades. De 2010 a 2015 hubo un programa de investigación sobre este tema con el nombre de "Chemical Probes” (Sondas Químicas). Después de pocos años surgieron los primeros estudios clínicos de "Chemical Probes” perfeccionados, los cuales se registraron en la base de datos www.clinicaltrials.gov. Con el programa aumentó el número de publicaciones sobre ingredientes activos epigenéticos, es decir, para la investigación académica también fue muy fructífero.

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