sábado, 16 de octubre de 2021

¿Cómo se pronuncia: "la enzima" o "el enzima"?

 


Hace unos pocos días nos encontrábamos en mitad de la clase de Métodos Instrumentales Cuantitativos, una asignatura que, como podréis imaginar, debía tener sí o sí un tema dedicado al análisis enzimático de muestras, ya que el uso de estas fantásticas proteínas es de gran utilidad en el campo de la Química Analítica.

Como bien sabréis (¡sólo si leéis este blog!, claro está), las enzimas son proteínas con función catalítica, es decir, que permiten regular y llevar a cabo las reacciones bioquímicas con la velocidad adecuada para que pueda desarrollarse la vida.

En cuanto iniciamos este tema, hubo un pequeño detalle que llamó la atención de varias compañeras/os de clase: nuestra profesora pronunciaba la palabra enzima en género masculino: "el enzima", en vez de pronunciarla en género femenino ("la enzima"), cosa que yo, personalmente, ya había leído en algunos libros de bioquímica (nada más y nada menos que en el legendario Lehninger: Principios de Bioquímica), pero sí que es cierto que casi nunca había escuchado a otra persona pronunciar la palabra enzima en género masculino.



Hasta el "Santo Grial" de la Bioquímica, el Lehninger: Principles of Biochemistry, usa la palabra "enzima" como masculino en su edición española (Fuente).


A mí, que me gustan mucho este tipo de curiosidades, me dio por bichear en Internet a ver si había bibliografía científica o artículos que tratasen este pequeño "conflicto" lingüístico, y finalmente, mis dudas quedaron despejadas gracias a dos artículos: uno de ellos publicado en la Revista Hispanoamericana de Hernia (1), y otro en la Revista Española de Cardiología (2).

Según este primer artículo, la palabra "enzima" está aceptada en ambos géneros, es decir, que se trata de un sustantivo de género ambiguo (lo cual se ve reflejado en la entrada de la palabra "enzima" en el diccionario de la RAE, donde aparece precedida de la marca m. o f.), pero sí que es cierto que en la mayoría de los países de habla hispana se utiliza de forma mayoritaria la palabra "enzima" en género femenino; y además de eso, si consultamos el Diccionario panhispánico de dudas de la RAE -sí, otra vez esa institución algo obsoleta y con tintes bastante sexistas-, nos indica que es preferible pronunciar la palabra "enzima" en género femenino, pero aun así sigue siendo válida la forma masculina del término. Eso sí, lo que es totalmente incorrecto es escribir la palabra "enzima" con "c" para hacer referencia a estos biocatalizadores, ya que de esta forma significaría algo completamente distinto... (creo que no hace falta que os explique lo que significa "encima", ¿verdad?).



Diferencias entre las palabras "encima", "enzima" y "ensima". Por si quedaba alguna duda... (Fuente).


Si nos vamos ahora al artículo publicado en la Revista Española de Cardiología, este nos vuelve a remitir (otra vez) al diccionario de la Real Academia Española, donde el término está aceptado tanto en género femenino como masculino desde el año 1984 (siendo este primer género el utilizado por la mayoría de los hispanohablantes). Además, nos hace referencia al hecho de que hay profesionales que justifican el uso de la forma masculina de la palabra equiparándola a otros términos biológicos/médicos de género masculino y que terminan en -ma (un helenismo procedente del sufijo –μα de la lengua griega), como pueden ser: cromosoma, genoma, eccema, hematoma... Sin embargo, esta comparativa no tiene mucho sentido, ya que la palabra "enzima" fue acuñada como un neologismo en el año 1876 a partir de la forma "enzym", cuya procedencia a su vez es de otro término griego, pero de género femenino ("zyme", que significa levadura). Por último, el autor de este artículo vuelve a insistir en que debemos usar la palabra con "z", y no como "encima", "lisocima"...

Si consultamos su etimología, "enzima" es una palabra procedente del término griego énzymos (ἔνζυμον) (3) (4), cuya traducción al español sería "en el fermento/levadura", y que fue acuñado por el fisiólogo alemán Wilhelm Kühne para describir los primeros procesos de catálisis enzimática que aparecieron en la literatura científica. Desde finales del siglo XVII, se sabía que los distintos nutrientes que ingerimos en nuestra dieta (como las proteínas de la carne o el almidón de las patatas) eran digeridos en presencia de las secreciones producidas por nuestro aparato digestivo, como la saliva o el jugo gástrico. Sin embargo, se desconocía cómo tenían lugar esos procesos de degradación de biomoléculas complejas en otras más sencillas que podían ser asimiladas por nuestro organismo. Hoy en día sabemos que las responsables de estos procesos son nuestras amigas las enzimas (en este caso, las enzimas digestivas, como las amilasas o la pepsina).



Las levaduras son microorganismos capaces de llevar a cabo la fermentación alcohólica gracias a una serie de enzimas. Las primeras observaciones de los procesos de catálisis enzimática tuvieron lugar en levaduras que transformaban el azúcar en etanol, de ahí que se llamasen a las enzimas de esta manera ("en el fermento/levadura") (Fuente).


En 1833, el químico francés Anselme Payen descubrió por primera vez una enzima, la diastasa, un tipo de enzima que cataliza la conversión del almidón a maltosa y que Payen logró extraer de cereales (5). Unos años después, el famoso microbiólogo Louis Pasteur afirmó (erróneamente) que la fermentación alcohólica de los azúcares hasta etanol en las levaduras tenía lugar debido a una fuerza vital presente en esos microorganismos a la que denominó "fermento", y que sólo aparecía en la materia viva (algo que, como ya conté en este post, se desmintió en ese mismo siglo XIX). No fue hasta 1897 cuando Eduard Buchner descubrió que no era necesario que hubiesen organismos vivos para que se diese la catálisis enzimática, al ver que se producía fermentación alcohólica al mezclar azúcares con extracto de levaduras muertas (dando a entender de esta forma que las enzimas debían de ser biomoléculas), y fue durante la primera mitad del siglo XX cuando se vio que las enzimas se trataban en su gran mayoría de proteínas (salvo las ribozimas, que se tratan de RNAs autocatalíticos, como también expliqué en este otro post).


Estructura tridimensional de la enzima alcohol deshidrogenasa (ADH). Junto a la actividad de la enzima piruvato descarboxilasa, se puede llevar a cabo la fermentación alcohólica a partir del piruvato producido en la vía de la glucolisis (Fuente).


Tras haberme documentado un poco sobre el género de la palabra "enzima", y ante esta ambigüedad, yo no podía quedarme de brazos cruzados, así que decidí coger mi teléfono móvil, meterme en mi cuenta de Twitter, y pediros vuestra opinión sobre cómo preferís pronunciar la palabra "enzima". El pueblo habló, y la clara ganadora de esta batalla lingüística fue la forma femenina de la palabra "enzima", ya que absolutamente todo el mundo afirmó que prefería pronunciar este término como "la enzima" y formar así parte del #teamlaenzima (al cual yo también pertenezco).



El tweet que no me pude resistir a publicar. Necesitaba tener sí o sí la opinión de más gente sobre este tema.


Además, otro buen argumento que me dio un compi del grado en Biología es que nosotros pronunciamos los nombres de las enzimas en femenino: "la peroxidasa", "la ATP sintasa", "la deshidrogenasa"... y no en género masculino (imaginaos lo mal que quedaría pronunciar las enzimas que he puesto como ejemplo en masculino...).



¡Muy buen argumento! Imaginad pronunciar esas -sí, en femenino- enzimas con el artículo "el" en vez de "la". ¡Qué horror!


En fin, que aunque casi todas las personas pronunciemos la palabra "enzima" en su forma femenina, también es posible hacerlo en masculino (ya que está aceptado por el diccionario de ambas formas) como se puede leer en algunos libros de Biología y Bioquímica, así que ya cada uno que pronuncie esta palabra como prefiera. ¡Espero que os haya resultado interesante esta mini-entrada y que os haya parecido un tema divertido para comentar! ¡Nos vemos pronto!


Referencias


1. Aguilar Ruiz, M. J. (2016). The enzyme: Gender ambiguity for the term in Spanish. In Revista Hispanoamericana de Hernia (Vol. 4, Issue 2, pp. 77–78). https://doi.org/10.1016/j.rehah.2016.02.004

2. Navarro, F. A. (2017). ¿Los enzimas cardíacos o las enzimas cardíacas? Revista Espanola de Cardiologia, 70(9), 689. https://doi.org/10.1016/j.recesp.2017.01.004

3. https://en.wikipedia.org/wiki/Enzyme

4. https://www.vocabulary.com/dictionary/enzyme

5. Anselme, P., & Jean-Francois, P. (1833). Memoir on diastase, the principal products of its reactions, and their applications to the industrial arts. Annales de Chimie et de Physique, 53(2), 73–92. https://www.abebooks.com/first-edition/moire-diastase-principaux-produits-actions-applications/16678496839/bd

viernes, 8 de octubre de 2021

Mi dentista y las vacunas que "modifican" nuestros genes


A estas alturas de la pandemia de COVID-19, hemos escuchado prácticamente de todo acerca de esta enfermedad y las vacunas. Los bulos han ido campando a sus anchas a través de diversos medios de comunicación, y sobre todo mediante las redes sociales e Internet, donde los antivacunas y negacionistas de la COVID-19 han logrado desinformar a toda una legión de seguidores que luchan a capa y espada contra la evidencia científica que tenemos actualmente sobre esta y muchas otras enfermedades.

Sin ir más lejos, y a modo de curiosidad, os voy a contar un pequeño debate -si se le puede llamar así- que tuve la última vez que fui al dentista, hace ya unos dos meses:

Justo al acabar “el apaño”, nos pusimos a charlar sobre el tema que todo el mundo tiene en boca desde principios de 2020, la pandemia de COVID-19. Tras abordar diversos temas como la salud de nuestro entorno, el cambio que han experimentado nuestras vidas o la experiencia de mi dentista al tener que trabajar durante el primer periodo de confinamiento y demás, llegamos al punto álgido de la conversación, cuando mi dentista me hizo la pregunta del millón: “Y tú, ¿te vas a poner la vacuna esta para el coronavirus?”.

Ya simplemente por el tono que utilizó para formular la pregunta, me imaginé por dónde iba a tirar cuando le respondiese que sí, y, efectivamente, mis peores predicciones se cumplieron. Su respuesta cuando le dije que me iba a vacunar la próxima semana no tardó en aparecer y fue la siguiente: “Yo no entiendo de qué sirve vacunar a los jóvenes, si pasáis la enfermedad y ni os enteráis”. Yo le respondí diciendo que en ocasiones esto no es así, y que hay personas de corta-mediana edad que sufren de COVID grave y que pueden incluso morir, y, además, los grandes beneficios que aporta la vacunación contra esta enfermedad superan con creces el mínimo riesgo que hay de tener efectos adversos severos.

Pero él, lejos de rendirse, me soltó la frase que ha inspirado el tema de este post: “Ok, eso está muy bien, pero no sabemos los efectos secundarios que pueden producir las vacunas de mRNA -como las de Pfizer o Moderna- a largo plazo, por ejemplo, en unos 20 años. Además, estas vacunas modifican nuestros genes”. Como veis, esta última frase no fue una pregunta o una suposición (ya que no usó el condicional en ningún momento), sino que fue una afirmación total y rotunda.


Muchas personas están mostrando cierta “desconfianza” ante las vacunas y sus (mínimos) riesgos asociados (Fuente de la imagen).


Ante esto, yo traté de explicarle con mucho tacto que es muy poco probable (casi imposible) que el mRNA que se administra a través de las vacunas de Pfizer y Moderna se integre en nuestro genoma, e intenté explicarle por encima los fenómenos que tendrían que darse para que hubiese una retrotranscripción de ese mRNA del coronavirus a DNA, y para que este se integre finalmente en nuestro genoma. Os podréis imaginar la escena: un tío que acaba de terminar 2º de Bioquímica tratando de convencer a un profesional de la salud (muy bueno en su especialidad, todo sea dicho) de por qué las vacunas contra la COVID-19 no pueden modificar nuestros genes (salvo rarísimas excepciones que ahora os contaré).

 

¿Qué dice la ciencia sobre este tema?

 

Hace un tiempo, concretamente a finales de este último mes de mayo, fue publicado un artículo en la revista PNAS en el que se demostró que el RNA del SARS-CoV-2 podía ser retrotranscrito e integrado en el genoma de una línea de células humanas derivadas de tejido embrionario del riñón (HEK293T) en cultivo celular (1). Según los autores, esta sería una causa probable de por qué existen pacientes de COVID-19 ya recuperados de la enfermedad, pero que siguen dando positivo en las pruebas de PCR incluso meses después de haber pasado la enfermedad y a pesar de no tener capacidad infectiva aparente.

Según este estudio, se encontraron secuencias del material genético del SARS-CoV-2 en el genoma de células humanas en cultivo infectadas por coronavirus. Estas secuencias de genoma vírico se encontraban flanqueadas por unas secuencias específicas que suelen aparecer cuando se dan procesos de inserción de fragmentos de DNA en nuestro genoma a través de un mecanismo que veremos a continuación. Afortunadamente, estas inserciones de genoma vírico se tratan de secuencias subgenómicas (es decir, que no se trataban de inserciones del genoma completo del SARS-CoV-2), y, por tanto, no sería posible la replicación del virus ni la formación de nuevos viriones a partir de estos insertos de material genético del virus. Estos hallazgos son consistentes con la hipótesis de que ese material genético vírico ha sido introducido en el DNA genómico de las células por un mecanismo de retrotranscripción y retrotransposición (inserción de DNA retrotranscrito en otra región del genoma) mediado por el retrotransposón LINE1.

Para entendernos mejor, vamos a explicar este proceso con más detalle: la retrotranscripción es un proceso por el cual, partiendo de un RNA que actúa como molde, se puede sintetizar una molécula de DNA complementaria (cDNA). La retrotranscripción se trata (como su propio nombre indica) del proceso “contrario” a la transcripción, que consiste en la síntesis de una cadena de RNA complementaria a otra de DNA, que actúa como molde. Este último proceso ocurre normalmente en las células, ya que se trata de un paso intermedio durante el proceso  de expresión génica, siendo la retrotranscripción un proceso mucho menos frecuente y que sólo ocurre de manera habitual en virus de RNA conocidos con el nombre de retrovirus, como son, por ejemplo, el virus linfotrópico de células T humanas (HTLV) o el VIH (virus del SIDA). De hecho, cuando inicialmente se formuló el dogma central de la biología molecular, allá por 1958, no se conocía aún el proceso de retrotranscripción, cuyo descubrimiento tuvo lugar en 1970 (2).


Dogma central de la biología molecular. A partir del DNA de un gen concreto, se puede sintetizar una nueva molécula de RNA por transcripción, y después, ese RNA transcrito sufre -en células eucariotas- una serie de modificaciones que son necesarias para aumentar su estabilidad, versatilidad y eficiencia, convirtiéndose de esta forma en RNA mensajero o mRNA. Posteriormente, ese mRNA puede ser utilizado por los ribosomas durante el proceso de traducción para sintetizar la proteína codificada por el gen de partida, que llevará a cabo una función concreta. Como vemos, en esta versión del dogma central no se incluye el proceso de retrotranscripción o transcripción inversa (Crédito: NCI) (Artículo original).


Volviendo al estudio sobre la integración de RNA vírico mediante la acción del retrotransposón LINE1, vamos a ver en qué consiste este elemento génico y cómo lleva a cabo su función: los transposones -como LINE1- son lo que se conocen como elementos génicos transponibles, es decir, son secuencias de material genético capaces de “saltar” de un lado a otro del genoma de diversas formas: bien pueden hacer copias de ellos mismos (con un intermediario de RNA) e introducirse en otras regiones del genoma al azar (estos son lo que conocemos como retrotransposones), o pasar directamente de un sitio a otro del genoma sin multiplicarse en el proceso (transposones de DNA). En concreto, el retrotransposón LINE1 (perteneciente al grupo de los LINEs o long-interspersed nuclear elements) entraría dentro del primer grupo que hemos indicado, el de los retrotransposones, que hacen copias de ellos mismos y después se insertan en un nuevo sitio del genoma al azar, aumentando en el proceso el número total de copias de los mismos (3). De hecho, este retrotransposón posee una gran actividad en ratones y seres humanos, cuyos genomas están constituidos en un 20% aproximadamente por regiones correspondientes a LINE1.


Esquema del proceso de retrotranscripción del RNA del SARS-CoV-2 mediado por LINE1. El RNA vírico (morado) puede ser utilizado como molde por la retrotranscriptasa ORF2p de LINE1 (en amarillo) para sintetizar una molécula de DNA complementario (cDNA, en azul), que posteriormente será insertado al azar en una región cualquiera del genoma de la célula infectada (Creado con BioRender.com).

                                                                                                              

LINE1 está constituido por una secuencia de unos 6000 nucleótidos de longitud, y contiene dos regiones codificantes de proteínas, ORF-1 y ORF-2, que codifican una proteína de unión a RNA (ORF1p), y otra proteína con actividad endonucleasa y retrotranscriptasa (ORF2p), respectivamente (4). En el caso de que se produzca la transcripción de LINE1 a mRNA por las RNA polimerasas celulares, se llevará a cabo la síntesis de las dos proteínas codificadas por ORF-1 y ORF-2, y estas llevarán a cabo posteriormente la retrotranscripción a DNA del mRNA transcrito a partir de la secuencia de LINE1, para después realizar la inserción al azar en el genoma de ese fragmento retrotranscrito que contiene la secuencia del retrotransposón.

 

Elementos génicos del retrotransposón LINE1. A ambos extremos de su secuencia, se encuentran las TSD o target site duplications, unas secuencias duplicadas que aparecen  cuando se produce la inserción de LINE1 en el DNA genómico. Dentro de la secuencia de LINE1, existen dos UTRs (untranslated regions) en los extremos 5’ y 3’ que no son traducidas por los ribosomas, además de una secuencia formada por muchas adeninas consecutivas (poliA), justo después de la 3’-UTR. En la región codificante, nos encontramos dos marcos abiertos de lectura, correspondientes a las secuencias de ORF1 y ORF2, que codifican la proteína de unión a RNA (ORF1p), y la proteína ORF2p con dominios de actividad endonucleasa (EN) y retrotranscriptasa (RT), respectivamente (Fuente de la imagen).


Teniendo esto en cuenta, ¿cabría la posibilidad de que se diese una retrotranscripción e inserción en el genoma de fragmentos de RNA del SARS-CoV-2 (o del mRNA que se administra a través de vacunas como las de Pfizer o Moderna)? Como poder, puede existir la posibilidad, como se vio en este estudio de la revista PNAS, en el que se demostraba que este fenómeno sucedía en células humanas en cultivo infectadas por el virus.

Pero claro, estos experimentos se han realizado in vitro, lo cual supone una gran limitación del estudio (ya que poco tiene que ver lo que sucede en la placa de Petri con lo que ocurre in vivo en organismos multicelulares y complejos como somos los humanos, donde hay infinidad de variables que entran en juego). Además, otro factor que pudo falsear los resultados de este estudio in vitro fue el empleo de células humanas en las que se introdujeron plásmidos (unas moléculas de DNA circular) que contenían el retrotransposón LINE1 para inducir su sobreexpresión, y con ello su actividad, lo cual aumenta en gran medida la susceptibilidad de las células de sufrir inserciones en su genoma mediadas por este retrotransposón (5).

Sin embargo, los investigadores tuvieron esto en cuenta, y decidieron infectar los cultivos celulares con el SARS-CoV-2, pero sin inducir la sobreexpresión de LINE1, y aun así observaron inserciones de genoma vírico tras extraer el DNA genómico de las células y secuenciarlo. En concreto, la gran mayoría de inserciones de material genético del SARS-CoV-2 encontradas eran correspondientes a regiones subgenómicas próximas al extremo 3’ del genoma vírico, con lo cual las secuencias obtenidas pertenecían mayoritariamente al gen ORF10 que codifica la proteína de la nucleocápside (N) del coronavirus, tanto en células que sobreexpresaban LINE1 como en las que no lo hacían. Aun así, el porcentaje de células no transfectadas con plásmidos que portan LINE1 y que sufrieron inserciones de RNA del SARS-CoV-2 fue unas 3 veces menor que en aquellas células que sobreexpresaban LINE1. Esta información no aparece en el artículo publicado en PNAS, pero sí en el pre-print que los autores subieron a bioRxiv unos meses antes de la revisión, aceptación y publicación definitiva del estudio en la revista PNAS (6).


Los plásmidos (moléculas de DNA circular bacteriano) pueden utilizarse para “transportar” genes e introducirlos en otros organismos para que se expresen en ellos. Mediante técnicas de ingeniería genética, como el uso de enzimas de restricción y DNA ligasas, podemos cortar el DNA de un gen concreto que queramos clonar y el de un plásmido, para después unir los fragmentos resultantes y dar lugar así a una molécula de DNA plasmídico que contenga el nuevo inserto con el gen de interés, lo que se conoce como DNA recombinante (Fuente de la imagen).


Aparte de esto, los autores también decidieron analizar resultados publicados de análisis de RNA-Seq que se realizaron en células de pacientes de COVID-19. Esta técnica nos permite caracterizar el transcriptoma o conjunto de RNAs que están presentes en las células en unas condiciones determinadas, lo cual puede servir para determinar a nivel cualitativo y cuantitativo la expresión de genoma vírico en las células, y también saber si ha habido inserciones en el genoma celular del RNA del SARS-CoV-2 y si este también se está expresando una vez retrotranscrito e insertado. En teoría, esto último se puede determinar (como hicieron estos investigadores) a través del análisis por RNA-Seq viendo si en las muestras hay expresión de RNAs quiméricos (es decir, que contengan una secuencia de RNA vírico flanqueado por fragmentos de RNA transcritos a partir de secuencias genómicas de humanos), y al analizar los resultados, encontraron RNAs quiméricos, pero en una proporción muy baja (sólo un 0.004–0.14% del total de RNAs secuenciados procedentes del SARS-CoV-2).

Pero eso no es todo, ya que la inserción de fragmentos de RNA vírico en el genoma no se da únicamente por la acción del retrotransposón LINE1, sino que también se han encontrado otros insertos de genoma del SARS-CoV-2 en las muestras de DNA celular, pero que no estaban flanqueados por secuencias de reconocimiento de LINE1, lo cual nos indica que hay otros mecanismos de retrotranscripción y retrotransposición que causan las inserciones en el genoma celular de fragmentos de RNA del coronavirus (aun así, los autores vieron que las inserciones de genoma vírico mediadas por LINE1 constituían un 67% del total de inserciones encontradas en las muestras celulares infectadas por el SARS-CoV-2, con lo cual la actividad de retrotranscripción e inserción mediada por LINE1 supone el principal mecanismo de inserción del RNA del virus).

 

Pero, ¿es posible que el mRNA de las vacunas se inserte en nuestro genoma?

 

A priori, la respuesta sería que es algo muy poco probable, sobre todo si hablamos del mRNA que se nos administra a través de las vacunas:

En primer lugar, se vio en el estudio que las inserciones de RNA vírico del SARS-CoV-2 en nuestro DNA genómico pueden ocurrir, pero con una frecuencia muy baja, y encima en cultivos de células (in vitro) que poseen una mayor probabilidad de sufrir inserciones en su genoma al sobreexpresar el retrotransposón LINE1.

Además de eso, estamos hablando de moléculas de RNA muy diferentes: no podemos comparar el genoma completo del SARS-CoV-2, cuyo extremo 3’ es el que se inserta mayoritariamente en nuestro genoma (en concreto, las regiones del gen ORF10 que codifica la proteína N del coronavirus) con el mRNA que se nos administra en las vacunas, que es un mRNA modificado respecto al original (con el fin de aumentar su estabilidad y eficiencia de traducción), y que además codifica la proteína S o espicular del SARS-CoV-2.

Por estas razones, podemos concluir que la afirmación tan tajante que hizo mi dentista de que las vacunas de mRNA modifican nuestro genoma se ajusta muy poco a la realidad, pero aun así vamos a darle un voto de confianza: ¿hay otros estudios que traten el mismo tema y lleguen a conclusiones parecidas? Pues sí, los hay, y bastante recientes (de hecho, fueron publicados poco después de la conversación que tuve con mi dentista), pero no llegaron precisamente a las mismas conclusiones que este primer estudio.

En concreto, hay un artículo publicado en la misma revista (PNAS) en el que los autores piden a los investigadores del anterior estudio que se retracten de las conclusiones a las que llegaron por varias razones (7):

En primer lugar, hacen referencia al bajísimo porcentaje de RNAs quiméricos encontrados en las muestras de cultivos celulares, lo cual da a entender que este proceso de inserción es muy poco probable, y más aún teniendo en cuenta que estas células sobreexpresaban LINE1. Además, se encontró un porcentaje de inserciones de genoma viral en regiones codificantes de proteínas (exones) mucho mayor del que se esperaría que ocurriese por azar (29% vs. 1,1%), que es lo que debería suceder cuando se producen inserciones mediadas por LINE1.


Tabla incluida en el artículo de revisión que pone en duda las conclusiones del primer estudio. Como vemos, los porcentajes encontrados de RNAs quiméricos con respecto al total de los RNAs presentes en las muestras son ínfimos, lo cual nos da a entender que la probabilidad de que se den estos fenómenos de retrotranscripción e inserción en el genoma de RNA del SARS-CoV-2 es extremadamente baja (Fuente de la tabla).


En segundo lugar, la aparición de fragmentos quiméricos (en concreto 2 de los 61 secuenciados) que contenían dentro de cada uno de ellos fragmentos procedentes de dos cromosomas distintos hace pensar que pudo haber errores durante el proceso de secuenciación o en la interpretación de las lecturas, y, por tanto, los resultados obtenidos no son del todo fiables.

Y por último (pero no por ello menos importante), dan su opinión acerca del hecho de que los investigadores anteriores encontraran una mayor proporción de RNAs quiméricos constituidos por mRNA endógeno unido a RNA viral de cadena negativa (RNA-) en células procedentes de pacientes de COVID que in vitro. En el artículo original, exponen este dato como una prueba que “refuerza” su hipótesis de que se produce retrotranscripción e inserción de genoma viral, cosa que los autores de esta revisión cuestionan por varios motivos:

Por un lado, la aparición de parte de los transcritos quiméricos -ya sean de RNA vírico de sentido positivo o negativo- puede deberse a la fusión de los cDNAs celulares sintetizados durante la técnica de RNA-Seq (a partir de los mRNAs endógenos) con otros fragmentos de RNAs víricos que no se encontraban insertados en el genoma (es decir, que los transcritos quiméricos detectados pueden deberse a artefactos moleculares, y no tienen por qué proceder exclusivamente de la transcripción de fragmentos insertados en el genoma de RNA vírico).

Además de esto, cuando se está produciendo la infección por SARS-CoV-2, y este se está replicando, los niveles de RNA- son muy variables (ya que este es sintetizado cuando el virus se está replicando, y por tanto su abundancia relativa dependerá de la tasa de replicación del virus).


Diferencias entre el RNA de sentido positivo (RNA+) y el de sentido negativo (RNA-). Como vemos en la imagen, el RNA-, a diferencia del RNA de sentido positivo, no puede ser directamente traducido por los ribosomas para que tenga lugar la síntesis de la proteína que codifica. Para que este proceso de traducción ocurra, ha de sintetizarse previamente una hebra de RNA complementaria (que ya tendría sentido positivo) por las RNA polimerasas dependientes de RNA (RNAdRNAp), como pueden ser las polimerasas replicativas de los virus (Creado con BioRender.com).


En resumen, estos autores muestran su descontento ante el incorrecto diseño experimental del estudio anterior y la interpretación errónea de los datos obtenidos en el mismo, con lo cual consideran que no proporciona ninguna evidencia de que realmente ocurra este fenómeno de retrotranscripción e inserción en el genoma humano de fragmentos de RNA del SARS-CoV-2.

En otro estudio publicado en el mes de agosto, unos investigadores intentaron replicar los experimentos llevados a cabo por los autores del primer artículo, pero con un mejor diseño experimental y utilizando criterios más “exigentes” a la hora de determinar si las secuencias quiméricas obtenidas a partir de DNA extraído de células en cultivo procedían realmente de la inserción de material genético del SARS-CoV-2 (8). Utilizaron las mismas líneas celulares que los otros investigadores y unos controles positivos y negativos adecuados, infectaron las células con una mayor carga viral, y, sin embargo, no lograron encontrar ninguna secuencia insertada de fragmentos de RNA del SARS-CoV-2 en el genoma de las células infectadas (8). Los autores explican esto por varios motivos, como el predominio de la actuación en cis del retrotransposón LINE1 (es decir, que la retrotranscripción realizada por LINE1 se dé sobre su propio mRNA, que es el que ha sido transcrito a partir de las copias de LINE1 repartidas por el genoma) con respecto a su actuación en trans (retrotranscripción e inserción de fragmentos diferentes al mRNA de LINE1), que ocurre con muy poca frecuencia.

Además, como indicamos antes, los autores de este otro artículo consideran que al utilizarse células transfectadas con plásmidos que portan LINE1 y provocan la sobreexpresión del mismo, las hacen más susceptibles a sufrir inserciones de material genético vírico, lo cual falsea los resultados del estudio que defiende la hipótesis de la inserción de RNA del SARS-CoV-2 en el genoma humano, y no sólo eso, ya que en el (improbable) caso de que se diese un proceso de retrotranscripción y retrotransposición de fragmentos subgenómicos del coronavirus en nuestro genoma, esto no tendría repercusión en la infección por COVID-19 al sólo insertarse secuencias parciales del genoma viral, y aún más teniendo en cuenta que muchas de las células infectadas acaban muriendo finalmente tras el proceso infeccioso.

En algo que sí que coincidieron ambos estudios, y resulta bastante curioso, es que encontraron indicios de que la infección por el SARS-CoV-2 puede causar una subida de la expresión y actividad del retrotransposón LINE1, pudiendo aumentar así los eventos de retrotranscripción y retrotransposición en cis en el genoma (es decir, que a pesar de aumentar la frecuencia de estos fenómenos, esto no provocaría necesariamente la inserción en trans del RNA del SARS-CoV-2). Sin embargo, esto no se ha demostrado claramente a día de hoy, ni se conocen los mecanismos por los cuales podría ocurrir este aumento en la actividad de LINE1.

En otro paper de revisión (9) se hace un análisis de los efectos que pueden ejercer a nivel genético no sólo la terapia génica o las vacunas que utilizan RNA, sino también los vectores adenovirales, que son básicamente adenovirus modificados genéticamente con el fin de que no puedan replicarse en las células y pierdan así su virulencia. Estos vectores se utilizan frecuentemente en terapia génica para transportar genes o moléculas de ácidos nucleicos (DNA o RNA) a tejidos diana y evitar además la degradación de los ácidos nucleicos, que si son administrados por otras vías (como la intravenosa) sin una cubierta que los “proteja”, serían rápidamente degradados.


Los adenovirus pueden ser utilizados como vectores de DNA o RNA en vacunas o en terapia génica. En esta imagen, se representa la estructura proteica en forma de icosaedro que poseen estos virus y que protege su material genético (Fuente de la imagen).


Los vectores adenovirales constituyen el principio activo de vacunas como la de AstraZeneca, Janssen o la Sputnik V, que contienen este tipo de vectores con el fin de liberar en las células de nuestro organismo moléculas de DNA que codifican la proteína S del SARS-CoV-2, para que sean transcritos y después se traduzca el mRNA fabricado para sintetizar la proteína S del coronavirus.

Esto es algo similar a cómo funcionan las vacunas de mRNA contra la COVID-19 (como Pfizer o Moderna), que en vez de usar vectores adenovirales utilizan nanopartículas lipídicas como vehículo de las moléculas de mRNA, que en este caso sólo requieren de un proceso de traducción para que se dé la síntesis de la proteína S en las células, y así se pueda producir una respuesta inmune que nos proteja ante futuras infecciones por el SARS-CoV-2.

En esta revisión, el autor (Walter Doerfler) analiza los pocos casos que han existido y los mecanismos biológicos por los que puede producirse una alteración del genoma humano a partir del uso de vectores adenovirales (a pesar de que estén diseñados específicamente para evitar este fenómeno) o de las vacunas de mRNA. Doerfler concluye que es muy improbable (pero no imposible, como sucede muchas veces en Biología, donde no existe el riesgo cero) que se den casos de modificación del genoma al usar este tipo de vacunas, y que los beneficios que aporta la vacunación superan con creces los posibles riesgos de la aparición de efectos adversos graves, con lo cual recomienda a la población general que se vacune, eso sí, sin descartar que se necesite investigar más sobre este tema y que haya que tener en cuenta los posibles efectos a nivel genético y también epigenético que podrían derivarse de estos fenómenos de modificación del genoma de nuestras células, cuyas consecuencias clínicas desconocemos hoy en día.

 

Y… ¿podría ocurrir que una inserción en nuestro genoma debida a las vacunas de mRNA nos causara cáncer?

 

Esta es una pregunta que mucha gente puede hacerse. Es normal. Si tenemos la posibilidad (por muy pequeña que sea) de que se produzcan inserciones en nuestro genoma -ya sea a partir de RNA del propio virus, o del mRNA de las vacunas-, podría ocurrir que estas tuviesen lugar dentro de genes que cumplen una función importante, pudiendo causar así ciertas patologías como el cáncer.

De hecho, la última revisión que hemos comentado también discute la posibilidad de que el uso de vectores adenovirales o mRNAs en terapia génica o vacunas pueda causar alteraciones en los patrones epigenéticos celulares, sobre todo cuando los fragmentos insertados son de gran tamaño.

Otra posibilidad muy remota sería que la inserción de fragmentos de DNA exógeno esté relacionada con la aparición de tumores, al tener lugar en regiones que afecten la estabilidad genómica o al alterar la secuencia de genes que estén implicados en el control del ciclo celular como TP53 o BRCA1/2.


La proteína p53 (que en esta imagen se encuentra unida al DNA) es también conocida como “el guardián del genoma”. Esta proteína, que viene codificada por el ya mencionado gen TP53, es esencial en el control del ciclo celular, ya que es capaz de activar la maquinaria de reparación del DNA en caso de que se detecten daños en el mismo, detener el proceso de replicación, o incluso provocar la muerte celular programada (apoptosis) cuando el daño en el genoma es demasiado severo o irreparable. Imagen de Genomics Institute of the Novartis Research Foundation, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=9590564


Sin embargo, como hemos comentado antes, la probabilidad de que se den inserciones en el genoma del mRNA de las vacunas mediadas por LINE1 es muy baja. Y además de esto, el hecho de que las inserciones mediadas por LINE1 ocurran al azar hacen que el riesgo de afectación en genes esenciales sea menor aún (ya que las regiones codificantes del genoma, los exones, constituyen solamente un 1% aproximadamente del total de nuestro material genético, ya que el resto no codifica proteínas).

En el caso de que se diese una inserción en una región codificante del genoma, tendría que darse la casualidad de que ocurriese en un gen que codifique una proteína cuya pérdida de función pueda provocar un descontrol en el ciclo celular (estos son los llamados genes supresores de tumores), de entre los más de 20000 genes codificantes de proteínas que tenemos los humanos.

Si aun así decidimos ponernos en el caso de que la inserción se diese dentro de la región codificante de un gen supresor de tumores, y la célula empezase a manifestar un fenotipo tumoral dividiéndose de forma anómala, esto tampoco supondría sí o sí la aparición de un cáncer, ya que nuestro sistema inmunitario es capaz de detectar (aunque no siempre, claro está) aquellas células que expresan antígenos tumorales, destruyéndolas y evitando la aparición del tumor.

Sin embargo, la aparición de una única mutación en un sólo gen implicado en la regulación del ciclo celular no tiene por qué dar lugar a un nuevo tumor. Lo que suele ocurrir habitualmente es que se dan una serie de mutaciones en varios genes, que en su conjunto provocan la aparición de unos fenotipos determinados que permiten a las células que los manifiestan adquirir una alta capacidad proliferativa, evadir la respuesta inmune, y presentar varios rasgos más que son característicos de las células tumorales (10). Vamos, que normalmente la aparición de cáncer no se debe a una única mutación, sino a una “acumulación” de las mismas y a diversas alteraciones derivadas de ellas que desencadenan la aparición de este tipo de enfermedades.

Por todo esto, la posibilidad de que el mRNA de las vacunas se integre en nuestro genoma afectando a genes que sean esenciales, y que de esta forma puedan dar lugar a la aparición de enfermedades como el cáncer es extremadamente baja y no debería ser un motivo de preocupación (y más aún teniendo en cuenta las ventajas que proporciona la vacunación al protegernos contra la COVID-19, que no nos olvidemos que se ha llevado -y sigue llevándose- muchísimas vidas por delante).


La posibilidad de que aparezcan enfermedades debido a una inserción génica causada por vacunas que utilicen adenovirus o mRNA es ínfima. Teniendo en cuenta factores como la baja frecuencia con la que suceden estos fenómenos de inserción, la lejana posibilidad de que estos tengan lugar en regiones esenciales del genoma o en aquellas que codifiquen genes que regulan el ciclo celular, y la supervisión que ejerce nuestro sistema inmunitario para evitar la aparición de tumores, se puede decir que es prácticamente imposible que nos puedan “causar” cáncer este tipo de fármacos (Fuente de la imagen).

 

Conclusiones:

 

Yo creo que el mensaje que hay que hacer llegar a la población es que ese primer estudio que hemos comentado, aquel que aseguraba tener “evidencias” de que el RNA del SARS-CoV-2 se retrotranscribe e inserta en nuestro genoma, puede ser algo engañoso. Es totalmente cierto el hecho de que estos procesos pueden ocurrir, pero claro, esto se ha visto in vitro, en células que tienen una mayor susceptibilidad de sufrir inserciones en su DNA, y encima con una proporción muy baja (así que la frecuencia con que este proceso sucede in vivo se cree que es ínfima).

Además, hay otras revisiones y estudios que abordan el tema de una forma bastante más rigurosa y con un mejor diseño experimental, que llegan a la conclusión de que no hay verdaderas evidencias de que este proceso de inserción de RNA vírico tenga lugar de forma significativa y que esto suponga un riesgo para la salud a tener en cuenta.

Por tanto, volviendo a la historia que os he contado al inicio de esta entrada, podemos concluir (con la evidencia científica en mano, como debe ser) que no es cierta la afirmación que hizo mi dentista de que “las vacunas modifican nuestros genes”, y que este fenómeno se trata de algo tan extremadamente raro que no posee ninguna relevancia, sobre todo teniendo en cuenta la gran ventaja que supone la inmunidad aportada por las vacunas contra la COVID-19, una enfermedad que sí que puede afectar gravemente a la salud o incluso acabar con la vida de muchas personas (y sí, también puede acabar con la de los jóvenes, con una probabilidad que es además mucho mayor que la de la aparición de efectos adversos graves debidos a las vacunas).

 

Referencias:

 

1. Zhang, L., Richards, A., Inmaculada Barrasa, M., Hughes, S. H., Young, R. A., & Jaenisch, R. (2021). Reverse-transcribed SARS-CoV-2 RNA can integrate into the genome of cultured human cells and can be expressed in patient-derived tissues. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 118(21). https://doi.org/10.1073/pnas.2105968118

2. Baltimore, D. (1970). Viral RNA-dependent DNA polymerase: RNA-dependent DNA polymerase in virions of RNA tumour viruses. Nature, 226(5252), 1209–1211. https://doi.org/10.1038/2261209a0

3. Wang, P. J. (2017). Tracking LINE1 retrotransposition in the germline. In Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (Vol. 114, Issue 28, pp. 7194–7196). https://doi.org/10.1073/pnas.1709067114

      4. Ardeljan, D., Taylor, M. S., Ting, D. T., & Burns, K. H. (2017). The human long interspersed element-1 retrotransposon: An emerging biomarker of Neoplasia. In Clinical Chemistry (Vol. 63, Issue 4, pp. 816–822). https://doi.org/10.1373/clinchem.2016.257444

5. https://health-desk.org/articles/can-mrna-from-covid-19-vaccines-be-integrated-into-the-human-dna

6. Zhang, L., Richards, A., Khalil, A., Wogram, E., Ma, H., Young, R. A., & Jaenisch, R. (2020). SARS-CoV-2 RNA reverse-transcribed and integrated into the human genome. BioRxiv : The Preprint Server for Biology. https://doi.org/10.1101/2020.12.12.422516

      7. Parry, R., Gifford, R. J., Lytras, S., Ray, S. C., & Coin, L. J. M. (2021). No evidence of SARS-CoV-2 reverse transcription and integration as the origin of chimeric transcripts in patient tissues. In Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (Vol. 118, Issue 33). https://doi.org/10.1073/pnas.2109066118

      8. Smits, N., Rasmussen, J., Bodea, G. O., Amarilla, A. A., Gerdes, P., Sanchez-Luque, F. J., Ajjikuttira, P., Modhiran, N., Liang, B., Faivre, J., Deveson, I. W., Khromykh, A. A., Watterson, D., Ewing, A. D., & Faulkner, G. J. (2021). No evidence of human genome integration of SARS-CoV-2 found by long-read DNA sequencing. Cell Reports, 36(7). https://doi.org/10.1016/j.celrep.2021.109530

9. Doerfler, W. (2021). Adenoviral Vector DNA- and SARS-CoV-2 mRNA-Based Covid-19 Vaccines: Possible Integration into the Human Genome - Are Adenoviral Genes Expressed in Vector-based Vaccines? In Virus Research (Vol. 302). https://doi.org/10.1016/j.virusres.2021.198466

10. Hanahan, D., & Weinberg, R. A. (2011). Hallmarks of cancer: The next generation. In Cell (Vol. 144, Issue 5, pp. 646–674). https://doi.org/10.1016/j.cell.2011.02.013