Por Luis Bravo, Mariana Moreno, Érick Mora y Sujay Paul
A través de los últimos años, diversos estudios científicos han demostrado que los microARNs podrían ser moléculas que permitan revolucionar los protocolos de diagnóstico de muchas enfermedades humanas y producir medicamentos personalizados que ayuden a mejorar la calidad de vida de las personas.
Los microARNs son pequeñas moléculas de ácido ribonucleico (ARN) que se sintetizan a partir de la información contenida en nuestro material genético. Interesantemente, la función principal de los microARNs consiste en regular la expresión de un gran porcentaje de genes, razón por la cual poseen una gran importancia en nuestros procesos biológicos y en el mantenimiento de nuestra salud.
Partiendo de lo anterior, expertos han sugerido que los microARNs podrían ser utilizados como medicamentos vanguardistas para el tratamiento de las enfermedades óseas. Además, la concentración anormal de estas moléculas en nuestros tejidos y fluidos corporales podría ser un indicador de la presencia de dichas enfermedades.
Procesos regulados por los microARNs en los huesos
Las moléculas de microARN influyen significativamente en el desarrollo de los huesos, ya que regulan la absorción, formación y remodelación de los tejidos óseos, los cuales necesitan ser renovados de manera constante debido a daños causados por la edad o por lesiones. En este sentido, los microARNs inducen la fabricación de células que degradan y forman huesos de forma balanceada.
Por dicha razón, si las funciones de los microARNs se ven alteradas, se puede perder el equilibrio de los procesos biológicos que preservan la salud de los huesos, dando lugar a la progresión de enfermedades como la osteoporosis, osteosarcoma, osteonecrosis, entre otras.
De la misma forma, los microARNs están involucrados en procesos cancerígenos y en los mecanismos de infección de microorganismos patógenos que se dan dentro de los huesos. Sin embargo, el conocer el mecanismo de acción de estas moléculas permitirá diseñar soluciones clínicas con potencial para diagnosticar, prevenir y tratar enfermedades relacionadas con el tejido óseo.
Enfermedades óseas afectadas por los microARNs
En la última década, varias investigaciones han descrito el rol de los microARNs dentro de las enfermedades óseas más preocupantes para la salud humana, siendo la osteoporosis una de las más comunes. Esta condición se caracteriza por el deterioro de los huesos debido a los bajos niveles de densidad mineral, lo cual genera fracturas constantes.
De igual manera, se ha reportado que los microARNs se presentan en las distintas etapas de uno de los tipos de cáncer de hueso más comunes, el osteosarcoma. Dichas fases abarcan desde el surgimiento de un tumor en la estructura ósea hasta la migración de las células malignas del tumor hacia otras regiones del cuerpo como la próstata, los senos y los pulmones. Incluso, es posible que las células de la médula ósea se vuelvan cancerígenas por el funcionamiento inadecuado de los microARNs durante la enfermedad conocida como mieloma múltiple.
Por otra parte, se ha observado que la muerte del tejido óseo (osteonecrosis), causada por fallas en la circulación de la sangre, está altamente regulada por microARNs. Además, dichas moléculas están involucradas en los procesos de reparación de lesiones óseas y cuando existen anormalidades en sus funciones, se puede dar origen a un padecimiento denominado pseudoartrosis atrófica, caracterizado por la presencia de fracturas en los huesos que no sanan correctamente.
Es importante mencionar que los microARNs también tienen un rol en enfermedades genéticas que inducen a la formación de huesos frágiles como la osteogénesis imperfecta, así como la talasemia, un padecimiento relacionado con malformaciones en los glóbulos rojos que se crean en la médula ósea y que transportan el oxígeno en nuestra sangre.
Asimismo, la osteomielitis, una infección de origen bacteriano que se da en los huesos, no queda exenta de ser un blanco de estudio, ya que se han descubierto varios microARNs involucrados en el proceso de infección bacteriana en el hueso y en su respuesta inflamatoria.
Conclusiones y retos actuales
En conclusión, los microARNs tienen un potencial prometedor para impulsar el desarrollo de tratamientos y diagnósticos de última generación que permitan mejorar la salud de miles de personas que padecen de enfermedades óseas como la osteoporosis, osteosarcoma, osteonecrosis, talasemia, osteomielitis, entre otras.
Adicionalmente, el creciente interés en los microARNs como herramientas terapéuticas ha conducido a la creación de industrias farmacéuticas que están invirtiendo en el desarrollo de medicamentos centrados en estas moléculas. Gracias a ello, diversas medicinas basadas en microARNs se encuentran actualmente en fases preclínicas y clínicas de evaluación para ser lanzadas al mercado.
Sin embargo, aún existen muchos desafíos que deben solucionarse para que los microARNs puedan ser empleados como fármacos. Por esta razón, estudios futuros deberán centrarse en asegurar que las terapias basadas en microARNs no generen reacciones inmunológicas violentas, que no sean tóxicas para el ser humano y que puedan ser entregadas en el órgano o tejido de interés de manera precisa (figura 1).
Autores
Luis Alberto Bravo Vázquez. Estudiante de último semestre de Ingeniería en Biotecnología en el Tecnológico de Monterrey, Campus Querétaro. Sus investigaciones están centradas en los roles regulatorios de los microARNs en diversas enfermedades multifactoriales, en la síntesis de biomoléculas de interés global en plantas y en mecanismos de biorremediación enzimáticos. Ha publicado 6 artículos en journals internacionales de renombre bajo la dirección del Dr. Ashutosh Sharma y del Dr. Sujay Paul. A01208914@tec.mx
Mariana Yunuen Moreno Becerril. Estudiante de octavo semestre de Ingeniería en Biotecnología en el Tecnológico de Monterrey, Campus Querétaro. Es coautora de 2 artículos científicos publicados en journals internacionales con giro en biorremediación y regulación de microARNs en enfermedades. Desde 2019 se ha desarrollado como Research Assistant en el proyecto investigación de colaboración con el CONACYT y la Universidad de Texas en San Antonio (UTSA) sobre el análisis de datos y emprendimiento social. Así mismo, formó parte del programa de Ingeniería de Tejidos y Medicina Regenerativa en la Universidad Tecnológica de Ciencias Aplicadas de Viena. A01209117@tec.mx
Erick Octavio Mora Hernández. Estudiante de octavo semestre de Ingeniería en Biotecnología en el Tecnológico de Monterrey, Campus Ciudad de México. Su área de interés es la genómica funcional con relación al potencial terapéutico de diversas biomoléculas. Es coautor de 2 artículos de revisión publicados en journals internacionales bajo la dirección del Dr. Ashutosh Sharma y del Dr. Sujay Paul. A01656501@tec.mx
Dr. Sujay Paul. Profesor investigador en el Departamento de Bioingeniería del Tecnológico de Monterrey, Campus Querétaro. Su área de investigación actual se centra en las implicaciones funcionales de los microARNs en enfermedades humanas crónicas. También estudia la regulación génica producida por los microARNs en plantas. Es editor asociado de la revista 3 Biotech (Springer). Ha publicado más de 50 artículos en journals nacionales e internacionales de renombre. Imparte los cursos de ingeniería genética, ingeniería de proteínas, biología molecular y microbiología. spaul@tec.mx
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Este artículo de divulgación está basado en el artículo:
Bravo Vázquez, L. A., Moreno Becerril, M. Y., Mora Hernández, E. O., García de León Carmona, G., Aguirre Padilla, M. E., Chakraborty, S., Bandyopadhyay, A., & Paul, S. (2021). The Emerging Role of MicroRNAs in Bone Diseases and Their Therapeutic Potential. Molecules, 27(1), 211. https://doi.org/10.3390/molecules27010211
