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Para entender qué son los micro-ARNs (o, abreviadamente, miARNs), imaginemos una célula como una gran fábrica cuyos trabajadores son la multitud de proteínas que podemos encontrar en su interior. Esos “obreros” siguen unas instrucciones precisas que se encuentran en unos documentos oficiales llamados ARN mensajeros, o ARNm.
Mediante la lectura de estos documentos, las proteínas son capaces de llevar a cabo todas las funciones de la células, que incluyen la regulación del metabolismo, la reparación del ADN, la señalización entre células, el transporte de moléculas y el mantenimiento de la estructura celular.
Ahora bien, ¿qué sucede si la célula necesitase bloquear ciertas instrucciones para evitar que sean ejecutadas por las proteínas? Aquí es donde entran en juego los miARNs. Podemos compararlos con gomas de borrar que eliminan fragmentos de información los documentos oficiales. Al inhibir selectivamente regiones específicas del ARNm, bloquean la producción de proteínas de manera precisa.
Del gen del gusano al Nobel
Hasta la década de 1990 se creía que toda molécula de ARNm se traducía directamente en una proteína. Sin embargo, en 1993, Victor Ambros, Rosalind Lee y Rhonda Feinbaum descubrieron un gen en el gusano Caenorhabditis elegans, el lin-4, que no codificaba una proteína, sino una pequeña molécula de ARN que a su vez regulaba la expresión de otro gen, el lin-14. Este hallazgo sacó a la luz la existencia de moléculas de ARN que no codificaban proteínas, sino que regulaban su fabricación.
Sin embargo, no fue hasta principios de los años 2000 cuando se entendió que esos miARNs eran una clase amplia de reguladores genéticos presentes en muchos organismos, incluidos los humanos, revelación que le valió a los investigadores Victor Ambros y Gary Ruvkun el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 2024 por sus trabajos pioneros en este campo.
Una de las características destacadas de los miARNs es su diminuto tamaño, que normalmente oscila entre los 19 y los 25 nucleótidos. Los nucleótidos son las “letras” básicas (A, U, G, C) del ARN, y cada uno de ellos mide aproximadamente 0,34 nanómetros (milmillonésomas de metro) de longitud.
Si echamos cuentas, 19 nucleótidos tendrían una longitud aproximada de 6,5 nanómetros (nm) y 25 nucleótidos, 8,5 nm. Como término de comparación, un eritrocito (glóbulo rojo) mide aproximadamente entre 6000 y 8000 nm. Es asombroso pensar que estructuras tan minúsculas pueden desempeñar un papel regulador tan crucial dentro de células considerablemente más grandes.
Una herramienta poderosa para detectar y tratar enfermedades
El descubrimiento de Ambros, Lee y Feinbaum supuso una revolución en la biomedicina. Al igual que ocurre con los genes que codifican proteínas, la expresión de los miARNs puede activarse o inhibirse en función del estado fisiológico o patológico de las células. Esto los convierte en biomarcadores altamente sensibles para detectar y tratar enfermedades como el cáncer, patologías cardiovasculares o la diabetes.
Por ejemplo, el miR-21 se encuentra sobreexpresado en varios tipos de cáncer, incluyendo el de mama, pulmón y colon. Su síntesis se asocia con la proliferación celular y la resistencia de las células tumorales a la muerte celular programada (apoptosis). De forma similar, una síntesis elevada del miR-155 está relacionada con inflamación y progresión tumoral en varios tipos de linfomas y cáncer de mama.
Sin salirnos del ámbito de la oncología, diversos estudios han demostrado que ciertos miARNs actúan también como supresores tumorales. Un ejemplo destacado lo constituyen miR-34 y miR-16, cuya expresión aparece significativamente reducida en distintos tipos de neoplasias (crecimiento anormal y descontrolado de las células de un tejido).
Concretamente, estos miRNAs regulan la expresión de genes que determinan cuándo una célula debe dividirse, diferenciarse o iniciar su autodestrucción mediante mecanismos programados, como la citada apoptosis. Gracias a este proceso fisiológico, el organismo elimina aquellas células que presentan daños irreparables en su ADN y que, por tanto, podrían representar una amenaza potencial desarrollando tumores.
También hay miARNs implicados en enfermades cardiovasculares. Por ejemplo, los científicos han observado una disminución de miR-126 en pacientes con enfermedad coronaria. Esta molécula se asocia con la función endotelial y la angiogénesis (formación de nuevos vasos sanguíneos durante el desarrollo de los embriones y en procesos tumorales). Otro biomarcador útil en el diagnóstico de enfermedades cardíacas es miR-133a; concretamente, en el infarto agudo de miocardio.
La diabetes es otra de las muchas patologías que puede ser detectada y tratada gracias a los miARNs. De hecho, el miR-375, implicado en la regulación de la secreción de la insulina, es uno de los miARN más utilizados en la detección temprana de la diabetes tipo 2. De forma similar, el miR-146a puede ser utilizado como biomarcador en la diabetes tipo 1 y tipo 2, ya que su síntesis está relacionada con la resistencia a la insulina del músculo esquelético y el tejido adiposo.
En busca de señales
Pero además de su utilidad en la detección de enfermedades, nuestros protagonistas también se han convertido en una herramienta clave para estudiar su evolución, ya que el patrón de expresión de determinados miARNs varía en función de los estadios o fases de algunas afecciones. Así, la detección del miRNA-155 a concentraciones muy elevadas junto con bajas concentraciones del miRNA-let-7 son indicativos de una baja probabilidad de supervivencia en pacientes con cáncer de pulmón.
Además, varios estudios han demostrado que la expresión o la inhibición selectiva de ciertos miARNs pueden modificar la progresión tumoral en ciertos tipos de leucemia y linfomas.
En definitiva, el descubrimiento de los miARNs tiene extraordinarias implicaciones clínicas, especialmente por su potencial como biomarcadores para el diagnóstico, pronóstico y control de diversas enfermedades, incluyendo distintos tipos de cáncer.
Iker Rodríguez Arabaolaza no recibe salario, ni ejerce labores de consultoría, ni posee acciones, ni recibe financiación de ninguna compañía u organización que pueda obtener beneficio de este artículo, y ha declarado carecer de vínculos relevantes más allá del cargo académico citado.
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.