Radioterapia con técnica FLASH conceptos de radiobiología y análisis de microARNs

Invitado: Dr. Miguel Martin, Dr.  Rafael Martin 

En esta oportunidad estaremos conversando en nuestro espacio aprendiendo + sobre Radioterapia con técnica FLASH conceptos de radiobiología y análisis de microARNs con los Drs. Miguel y Rafael Martin 

El Dr. Rafael Martin comienza expresando: “la base de que quiero explicar  son los microARNs, El ADN  juega un papeles repositorio de información es un actor en ese sentido, pero no tiene una gran dinámica,  ella está regida por los ARNs que son los que van a permitir el flujo de información y dentro de las variedades de ARN tenemos particularmente a los microARNs que van a ser cadenas, básicamente una sola cadena como lo estamos viendo en la figura pero que tiene la propiedad de que se cierra sobre sí misma y forma una especie de  horqueta, es una cadena más corta  tiene nada más 22 núcleotidos. Por consiguiente uno diría  es poca la información que maneja sin embargo el papel más importante va a ser el bloquear el acceso de información significaría que impide el flujo, si lo mira uno con relación a un proceso particular uno puede bloquear aspectos convenientes y uno puede bloquear también aspectos inconvenientes.

Fig 1. Que son los MicroARNs

Se han encontrado en plantas y animales dentro y fuera de sus células cumplen funciones reguladoras fundamentalmente silenciando segmentos de ARNs mensajeros, regulan también la actividad de colonias de animales unicelulares como protozoarios”.

Los microARNs, son cadenas cortas de ARN capaces de regular la expresión génica. Estos microARNs son esenciales para la regulación de procesos biológicos en plantas y animales, ya que silencian segmentos del ARN mensajero para bloquear o desbloquear el acceso a la información. La regulación que llevan a cabo los microARNs es crítica para la supervivencia de colonias unicelulares y permite un mejor control dentro de ellas. 

Fig 2. cómo interactúan los MicroARNs y los ARNs

Explica el Dr Rafael Martin : ”Cómo interactúan los micrARNs con los ARNs, el ARN que va a ser sensiblemente mayor en cuanto al conjunto de bases hay enzimas que actúan sobre ellas que cumplen el papel de  cortadoras en el sentido que permitan abrir  las cadenas  y producen el microARN,  va a tratar de pegarse a la cadena abierta  de tal manera que lo va a hacer de forma complementaria, la idea es que eso ocurra en forma casi perfecta  dentro del ARN blanco, cuando sucede esto aquí este sector del ARN mensajero ha sido silenciado en esta condición que lo estamos viendo aquí tendría que ser dentro de la célula por ejemplo tendría que ser leído por el ribosoma  o los ribosomas que son organelos que tiene la particularidad de leer la información que está dada en secuencia aquí y llegar a producir en función de eso una proteína ya que esa silenciado en esta zona hace que simplemente no ocurra transcripción acá y este segmento no va a ser producido, pero bueno aquí está quitando y parece que no está poniendo, lo que pasa  se quita tanto lo que puede ser como dependiendo de qué puede ser conveniente como también de lo que puede ser inconveniente  la radiación ionizante va a tener la propiedad  que altera la expresión de los microARNs, se entiende por expresión la cantidad de moléculas presentes en el micro ARN al que uno se esté refiriendo. Hay alteración también por los propios microARNs, la alteración puede ser incrementar las moléculas o reducirlas, estas modificaciones   tiene necesariamente un impacto sobre la regulación particular que ese microARN tenga sobre ciertos procesos al final. 

Por ejemplo: En el suero de babuino el miR-212 irradiado entre 2.5 y 5 Gy presentó sobre regulación (mayor cantidad de moléculas presentes en comparación con niveles normales) por factores de 48 a 77. En las mismas circunstancias el miR-342-3p presento sub regulación por factor de 10.

En sangre de ratón, el MiR-375-3p creció con una irradiación de 7 Gy a nivel de órganos bajo las misma s condiciones el miR-146-5p sufrió sub regulación, pero elmiR-467b-5p resultó sobre regulado en el timo del ratón.” 

Los microARNs interactúan con los ARN complementándose, lo que permite la regulación de la transcripción y producción de proteínas. La interacción entre los microARNs y los ARN se realiza de forma complementaria, lo que permite un bloqueo específico de los segmentos de ARN mensajero que se quieren silenciar. Esta regulación es esencial para controlar los procesos biológicos, ya que ayuda a prevenir la producción de proteínas que podrían ser perjudiciales o no necesarias.

Es importante tener en cuenta que aunque el bloqueo de información puede parecer negativo, en algunos casos es conveniente y necesario. Los microARNs pueden bloquear la producción de proteínas que pueden ser perjudiciales o innecesarias. Además, la regulación que llevan a cabo los microARNs permite una respuesta más rápida y eficiente a los cambios ambientales o a situaciones de estrés, ya que pueden bloquear la producción de proteínas que no son necesarias en ese momento.

Fig 3. Mecanismos que producen un Gen Antiapoptosis, apoptosis y Gen Proapoptosis

Los MicroARNs regulan genes relacionados con la respuesta a la radiación de las células, la mayoría de los micro ARNs tienen una función de supresor.

La ATM induce p53 que se combina con P21 en mitocondrias  y se promueve especies reactivas de oxígeno y apoptosis. De acuerdo a los mecanismos que se han señalado aquí  los micro ARNs pudieran ser la clave para controlar el Cáncer, sin embargo es un sistema bastante complejo que aún se está  en investigación.

Fig 4. Mecanismos de proliferación de gen Antiapoptosis y de autofagia

El receptor EGFR (Epidermal Growth Factor Receptor) es activado por la radiación ionizante generando una ruta de procesos que conducen a la proliferación. 

Es posible en el futuro con ingeniería genética conociendo el genoma completo de cada persona poder controlar todos estos procesos en los que están involucrados  los  microARNs. Una alternativa es que al ser irradiadas las células los microARNs puedan controlar un mecanismo que conduzca a la autofagia.

La radiación ionizante puede alterar la expresión de los microARNs, lo que puede llevar a cambios en la regulación de procesos biológicos.

La regulación a través de los microARNs es esencial para la supervivencia de colonias unicelulares y para el correcto funcionamiento de plantas y animales. La radiación ionizante puede causar una sobre-regulación o sub-regulación de la expresión de ciertos microARNs, lo que puede tener un impacto en la regulación de procesos biológicos como la proliferación celular o la apoptosis.

En general, los microARNs actúan como supresores de la expresión génica y su regulación es esencial para mantener el equilibrio en los procesos biológicos. La radiación ionizante puede afectar la expresión de los microARNs y llevar a cambios en la regulación de procesos biológicos.

El Dr Rafael Martin realiza una discusión detallada sobre los procesos bioquímicos involucrados en la regulación celular y la apoptosis. Se mencionan diferentes genes y proteínas que juegan un papel importante en estos procesos, incluyendo la ATM, p53, p21, entre otros. También se discute entre Omar Arias y Dr. Miguel Martin la importancia de los micro ARN en la regulación celular y cómo podrían ser clave para controlar la progresión del cáncer en un futuro. Señalan que hay un equilibrio delicado en la regulación celular, y que ciertas poblaciones de micro ARN están regulando como unas especies de llaves de paso que hay en toda la cadena de eventos que se producen en una célula. Discuten la importancia de comprender estos procesos para poder desarrollar terapias dirigidas y prevenir enfermedades como el cáncer. También se plantea  si las radiaciones pueden alterar las poblaciones de micro ARN, y se sugiere que es posible que lo hagan a través de la desnaturalización de la ARN o el ADN. Realizan una discusión detallada y compleja sobre los procesos bioquímicos que regulan la célula y la apoptosis, y la importancia de comprender estos procesos para prevenir enfermedades como el cáncer.

Para observar el conversatorio ingresar a siguiente enlace de vídeo: