Recerca

Investigadors de Barcelona tracen el mapa 3D del genoma dels limfòcits sans i tumorals

Investigadors de l'IDIBAPS-Hospital Clínic i del CNAG-CRG de Barcelona han liderat un estudi per traçar els primers mapes 3D del genoma dels limfòcits sans i tumorals. L'estudi ha desenvolupat una nova forma de cartografiar l'estructura 3D del genoma humà i ha revelat centenars d'alteracions en les leucèmies i els limfomes.

Roser Vilarrasa-Blasi, Iñaki Martin-Subero, Paula Soler-Vila i Marc A. Martí-Renom

L'estudi l'han coordinat els investigadors ICREA Iñaki Martín-Subero, cap del grup d'Epigenòmica Biomèdica de l'IDIBAPS i Marc A. Marti-Renom del CNAG-CRG. Les primeres signants de l'estudi, publicat a la revista Nature Communications, són Roser Vilarrasa-Blasi i Paula Soler-Vila estudiants de doctorat d’ambdós laboratoris.

Si estiréssim el genoma humà de cadascuna de les nostres cèl·lules mesuraria dos metres. Aquests dos metres d'ADN s'empaqueten dins el nucli cel·lular i formen una complexa xarxa tridimensional. Aquesta estructura 3D juga un paper important en la funció cel·lular, a l'hora de determinar quins gens s'expressen i quins se silencien.

Utilitzant mètodes avançats de biologia molecular i bioinformàtics, els investigadors han descrit els primers mapes en 3D del procés de maduració dels limfòcits i de dos tipus de càncer limfoide, la leucèmia limfàtica crònica i el limfoma de les cèl·lules de la capa.

Per desenvolupar aquest projecte tan ambiciós va ser necessària la col·laboració dels grups de Martin-Subero, expert en epigenètica dels tumors hematològics, i de Marti-Renom, expert en genòmica estructural. Segons Roser Vilarrasa-Blasi i Paula Soler-Vila, "cap dels dos grups de recerca tenia prou experiència per dur a terme aquest estudi de forma individual. Hem treballat colze a colze durant diversos anys per traçar i interpretar els mapes 3D dels limfòcits sans i tumorals. Aquest estudi és un gran exemple del poder de la col·laboració i la comunicació entre experts de diferents disciplines".

Estudis anteriors havien identificat que el genoma dins el nucli cel·lular se separa en dos espais, el compartiment actiu i el compartiment inactiu, i els mapes 3D es definien utilitzant aquesta classificació. Segons Martin-Subero, "a l'analitzar les dades de les interaccions 3D del genoma i correlacionar-los amb altres marques epigenètiques, ens vam adonar que és més adequat classificar el genoma en tres components espacials, l'actiu, l’inactiu i un nou compartiment intermedi molt dinàmic que representa el pont, la comunicació entre els dos".

Els investigadors han estudiat com canvia l'arquitectura genòmica en el procés de maduració dels limfòcits, amb resultats inesperats. Marc A. Marti-Renom comenta "hem observat que aproximadament un terç de les interaccions 3D del genoma canvia durant el procés fisiològic de maduració dels limfòcits, la qual cosa indica que el mapa 3D del genoma és molt dinàmic". En les leucèmies i limfomes, continua Marti-Renom, "ens enfoquem en la fracció del genoma que no canvia en els limfòcits normals per poder detectar canvis específics de les leucèmies i limfomes. Vam poder observar que grans blocs d'ADN canvien l’estructura 3D, i aquests blocs contenen gens importants per al desenvolupament dels tumors".

Segons els investigadors, conèixer el mapa 3D del genoma de les leucèmies i limfomes és un pas addicional per comprendre millor les bases moleculars del càncer, però encara queda camí per recórrer perquè puguem parlar d'aplicacions clíniques. Segons Iñaki Martin-Subero, "és important recalcar la importància de la investigació bàsica en càncer per després poder traduir les troballes en millores clíniques. En aquest cas, les alteracions en l'estructura 3D del genoma constitueixen un nou eix de vulnerabilitat de les cèl·lules tumorals i són una prometedora diana terapèutica."

Mapa 3D del genoma

Referència de l’estudi:

Vilarrasa-Blasi R, Soler-Vila P, Verdaguer-Dot N, Russiñol N, Di Stefano M, Chapaprieta V, Guillem Clot G, Farabella I, Cuscó P, Kulis M, Agirre X, Prosper F, Beekman R, Beà S, Colomer D, Stunnenberg HG, Gut I, Campo E, Marti-Renom MA, Martin-Subero JI. Dynamics of genome architecture and chromatin function during human B cell differentiation and neoplastic transformation. Nat Commun 12, 651 (2021).

Iñaki Martín-Subero explica l'estudi en aquest vídeo: