Proyectos
Análisis de expresión génica diferencial, como aproximación al estudio de mecanismos de citotoxicidad
Resumen
Según las proyecciones de la Organización Mundial de la Salud, basadas en las estadísticas de incidencia y mortalidad, para los próximos cincuenta años el cáncer cobrará mayor importancia como problema de salud pública en los países en vía de desarrollo. Esto sumado a que los agentes anticáncer disponibles presentan restringida eficacia, actividad inespecífica y altos costos, justifica la inversión en el desarrollo de nuevas alternativas de tratamiento para esta patología. En la búsqueda de moléculas con actividad anticáncer la biodiversidad vegetal colombiana sobresale como una fuente de éstas, debido a su amplia variabilidad química. Mediante el estudio de la citotoxicidad in vitro de productos vegetales de productos de origen vegetal (extractos, fracciones y compuestos puros), sobre líneas celulares derivadas de tumores humanos, se han seleccionado compuestos con actividad promisoria que se consideran prototipos. Para desarrollar compuestos con potencialidad de fármacos, a partir de compuestos prototipo, es necesario iniciar el estudio del mecanismo molecular mediante el cual ejercen su efecto citotóxico, además de comprobar su actividad biológica sobre otros modelos in vitro e in vivo. Estudiar el mecanismo de acción en etapas tempranas de la investigación resulta útil porque puede llevar a la identificación de las dianas moleculares del compuesto y de las rutas bioquímicas que afecta, permite determinar si la citotoxicidad observada se debe a interacción con rutas bioquímicas específicas para las células tumorales, o a la interrupción de funciones celulares vitales, comunes a células normales y tumorales. Por lo tanto esta información racionaliza las etapas siguientes en la investigación al permite establecer la pertinencia de continuar el estudio de un determinado compuesto, predecir la actividad sobre modelos animales y guiar la selección de posteriores estudios confirmatorios de la actividad. Dado que no se cuenta con información que sugiera posibles dianas de acción de los compuestos prototipo, como acercamiento al estudio molecular de su acción, se plantea el empleo de una estrategia de estudio que permita cobijar la mayor cantidad de blancos y eventos bioquímicos intracelulares. Bajo el supuesto de que el tratamiento induce en la célula cambios de expresión génica, detectables como modificación de abundancia de las especies de RNA mensajero (mRNA) correspondientes a los genes afectados, el análisis de expresión diferencial a nivel de mensajeros (análisis transcriptómico) constituye una aproximación que genera gran cantidad de información sobre los cambios sucedidos por exposición al compuesto citotóxico y presenta una alta posibilidad de éxito en la detección de interacciones compuesto-célula involucradas en el mecanismo de acción del compuesto. Para este estudio se propone comparar el transcriptoma de células tratadas con un compuesto en estudio frente al de células control (no tratadas) empleando el método de análisis de expresión diferencial por hibridación sustractiva supresiva (SSH), para encontrar las especies expresadas diferencialmente, seguido de un estudio bioinformático de estas especies que permita identificar los genes a que corresponden, postular las posibles rutas bioquímicas afectadas por el compuesto citotóxico y plantear estudios específicos confirmatorios. Con la realización de este proyecto se generará información novedosa sobre el mecanismo de acción de compuestos de origen vegetal y se establecerá el análisis de expresión génica diferencial como una herramienta nueva dentro del proceso de búsqueda de moléculas bioactivas que se desarrolla continuamente en el Departamento de Farmacia de la Universidad Nacional de Colombia.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:Convocatoria Nacional de Investigación 2006
Modalidad:3. Apoyo a grupos de investigación en consolidación a través de proyectos
Responsable