Tissue- specific DNA methylation profiles in newborns

Experimental and epidemiological studies demonstrate that fetal growth restriction and low birth weight enhance the risk of chronic diseases in adulthood. Derangements in tissue-specific epigenetic programming of fetal and placental tissues are a suggested mechanism of which DNA methylation is best understood. DNA methylation profiles in human tissue are mostly performed in DNA from white blood cells. The objective of this study was to assess DNA methylation profiles of IGF2 DMR and H19 in DNA derived from four tissues of the newborn. We obtained from 6 newborns DNA from fetal placental tissue (n = 5), umbilical cord CD34+ hematopoietic stem cells (HSC) and CD34- mononuclear cells (MNC) (n = 6), and umbilical cord Wharton jelly (n = 5). HCS were isolated using magnetic-activated cell separation. DNA methylation of the imprinted fetal growth genes IGF2 DMR and H19 was measured in all tissues using quantitative mass spectrometry. ANOVA testing showed tissue-specific differences in DNA methylation of IGF2 DMR (p value 0.002) and H19 (p value 0.001) mainly due to a higher methylation of IGF2 DMR in Wharton jelly (mean 0.65, sd 0.14) and a lower methylation of H19 in placental tissue (mean 0.25, sd 0.02) compared to other tissues. This study demonstrates the feasibility of the assessment of differential tissue specific DNA methylation. Although the results have to be confirmed in larger sample sizes, our approach gives opportunities to investigate epigenetic profiles as underlying mechanism of associations between pregnancy exposures and outcome, and disease risks in later life.

Epigenética: definición, bases moleculares e implicaciones en la salud y en la evolución humana

La Epigenética se refiere a los cambios heredables en el ADN e histonas que no implican alteraciones en la secuencia de nucleótidos y modifican la estructura y condensación de la cromatina, por lo que afectan la expresión génica y el fenotipo. Las modificaciones epigenéticas son metilación del ADN y modificaciones de histonas. Objetivo: hacer una revisión de la literatura sobre el concepto de epigenética y su impacto en la salud. Materiales y métodos: se realizó una revisión de la bibliografía sobre el concepto de epigenética, sus bases biológicas, el impacto sobre la salud y la enfermedad y su relación con la evolución. Resultados: los mecanismos epigenéticos han cobrado cada vez más importancia debido a la creciente asociación con enfermedades complejas y comunes, así como por su impacto en la salud de generaciones futuras y en la evolución humana. Conclusiones: la Epigenética tiene un claro impacto en la salud del individuo, en la de su descendencia y en la evolución de la especie humana.

Alteraciones genéticas y epigenéticas en el cáncer de endometrio

Programa de doctorado: Cáncer: biología y clínica.

La inestabilidad microsatélite y la hipermetilación del promotor mlh1 se asocian con la aparición tardía del cáncer de endometrio

[ES] El silenciamiento del gen reparador de mutaciones MLH1 por hipermetilación de su promotor es la principal causa de inestabilidad microsatélite (MSI) en tumores esporádicos tanto de origen colorectal (CC) como endometrial (CE). Los CC con MSI y MLH1 metilado ocurren en pacientes con más edad que los CC sin estas alteraciones moleculares. Sin embargo, en CE esta relación es controvertida. En este trabajo hemos estudiado la relación entre la edad y el estado MSI y de metilación de MLH1, en una serie amplia de pacientes con CE. El MSI se estableció usando tres marcadores de inestabilidad (BAT-26, BAT-25 y APA3). Para determinar la hipermetilación del promotor MLH1 se usó el MS-SSCA (methylation-sensitive single-strand conformation analysis). El 20% de las muestras de CE eran MSI, y el 80% de estas tenían MLH1 metilado. La edad en el diagnóstico de las pacientes con tumores MSI fue significativamente más elevada que la de las pacientes con tumores que presentaban estabilidad de microsatélites (MSS). (edad±SD: 67.1±9.6 años vs 63.4±10.0 años, p=0,034, test de Fisher). Los tumores MSI con MLH1 metilado ocurrieron en pacientes de más edad que los que presentan MLH1 no metilado o MSS. (68.5±9.5 años vs 61.4±8.0 años vs 63.4 ± 10.0 años, respectivamente, p=0,008, test de Chi-cuadrado). Estos resultados sugieren la existencia de diferencias epidemiológicas en pacientes con CE con diferentes estados de inestabilidad de microsatélites y de metilación del promotor MLH1.

Estudio de alteraciones epigenéticas en genes relacionados con el desarrollo del cáncer de mama humano

A nivel mundial, el cáncer mamario representa el 23% de las enfermedades oncológicas que afectan a las mujeres. En el año 2008 fue responsable de 458.400 muertes. Las probabilidades de curar a una paciente dependen del avance de la enfermedad en el momento del diagnóstico. La estimación del pronóstico y predicción del tratamiento de las pacientes es fundamental para el manejo clínico de la enfermedad. La metástasis en ganglios linfáticos, el tamaño y el grado tumoral son los factores pronóstico más importantes, mientras que la expresión de los receptores de estrógeno, progesterona y del factor de crecimiento epidérmico 2 son marcadores para la predicción de la respuesta a distintos tratamientos. Las células tumorales presentan un genoma y un epigenoma distinto a las células normales. La alteración epigenética mejor entendida y más estudiada es la metilación aberrante de genes reguladores del ciclo celular. Esta tesis doctoral tiene como objetivo identificar las alteraciones epigenéticas relacionadas con el cáncer de mama humano. Para ello el trabajo ha sido dividido en tres bloques. El primero, centrado en el estudio de las alteraciones epigenéticas de la carcinogénesis mamaria. El segundo, enfocado en establecer relaciones entre las alteraciones epigenéticas y los aspectos clínicos de la enfermedad. El tercero, enfocado en la detección no invasiva de procesos oncológicos en las pacientes. Esta tesis muestra los resultados del análisis de la metilación aberrante de 49 regiones del genoma involucradas en el desarrollo de enfermedades oncológicas. El estudio ha permitido determinar el perfil de metilación tumoral de 92 tumores mamarios invasores, 17 melanomas, 8 hepatoblastomas y 6 tumores de próstata. Las alteraciones en la metilación de estos genes es específica para cada paciente y la información epigenética permite diferenciar el proceso tumoral mamario del resto de los tumores. La cantidad y el tipo de genes afectados correlacionan con factores de mal pronóstico y factores que predicen respuesta a tratamientos. Las células que escapan a los ganglios mantienen la metilación aberrante del tumor primario, rasgo que ha servido para detectar ADN tumoral circulando en la sangre de las pacientes con la enfermedad. Los resultados aportan a un mejor entendimiento del proceso tumoral mamario y al futuro diseño de estudios para la detección temprana y no invasiva de la enfermedad.

Alilación diastereoselectiva de N-terc-butilsulfinil iminas con bromuros alílicos: aplicación a la síntesis de heterociclos nitrogenados benzocondensados

En la presente Memoria se ha estudiado la adición estereoselectiva de diferentes bromuros alílicos mediada por indio a diferentes N-terc-butilsulfiniliminas (tBSiminas), pudiendo participar algunos de los derivados de aminas homoalílicas obtenidos en estos procesos en reacciones de ciclación intramolecular, a través de una N-arilación o una reacción de Heck, para acceder de manera estereoselectiva a estructuras más complejas. Finalmente, se ha demostrado la utilidad sintética de la metodología desarrollada aplicándola a la síntesis de algunos productos naturales y sus derivados. La Discusión de resultados aquí presentada se ha estructurado en las siguientes partes: - Alilación diastereoselectiva de tBS-cetiminas. La alilación de diferentes tBScetiminas con bromuro de alilo en presencia de indio a reflujo de THF dio lugar a los correspondientes derivados de homoalil aminas 5 con buenos rendimientos, en general, variando la diastereoselectividad encontrada con la naturaleza de las tBScetiminas de partida. Las relaciones diastereoméricas en el caso de las cetiminas aromáticas fueron moderadas (75:25-85:15 rd), teniendo lugar la alilación con total diastereoselectividad en el caso de las iminas alifáticas derivadas de metil cetonas (>98:2 rd). Por otro lado la diastereoselectividad fue baja en la alilación de iminas α,β-insaturadas no cíclicas y sorprendentemente muy elevada en los sistemas cíclicos de seis (5j) y siete (5k) eslabones (92:8 y 94:6 rd, respectivamente). - Alilación diastereoselectiva de tBS-iminas con bromuros alílicos sustituidos. La adición de reactivos de alilindio, generados a partir de bromuro de crotilo e indio, a tBS-aldiminas y –cetiminas se produjo con prácticamente total diastereoselectividad facial y buenas relaciones diastereoméricas anti/sin en el caso de tBS-iminas derivadas de benzaldehídos sustituidos y de cetonas. Sin embargo, la diastereoselectividad anti/sin fue prácticamente nula en el caso de los derivados de aldehídos alifáticos lineales. También se encontró que la adición mediada por indio de bromuro de ciclohexenilo a tBS-cetiminas tuvo lugar con alta diastereoselectividad. - Aplicaciones sintéticas de homoalilaminas con un grupo o-bromoarilo en su estructura. El tratamiento de diferentes derivados de homoalilamina 5 y 9 con un anillo aromático en su estructura, que porta a su vez en posición orto un átomo de bromo, bajo condiciones de reacción tipo Heck catalizadas por Pd, llevó a la formación de los compuestos cíclicos esperados de 5, 6 y 7 eslabones con buenos rendimientos. A su vez, también fue posible llevar a cabo la síntesis de diferentes compuestos heterocíclicos benzocondensados a través de reacciones de N-arilación intramolecular, catalizadas bien por compuestos de Cu o de Pd, en compuestos nitrogenados que portan anillos aromáticos orto-bromo sustituidos. - Síntesis estereoselectiva de alcaloides 2–alquiltetrahidroquinolínicos. Se llevó a cabo la síntesis de los productos naturales (–)-angustureína y (–)-cuspareína, siendo el primer paso de reacción en ambos casos la adición de reactivos organomagnesianos a las tBS-aldiminas 8p y ent-8p. Las síntesis se completaron tras 3 etapas adicionales: desulfinilación, N-arilación intramolecular y N-metilación, siendo los rendimientos globales del 49% y 17% respectivamente. También se preparó de manera alternativa la (–)-angustureína a partir de la N-metil-2-aliltetrahidroquinolina (23p) tras metátesis cruzada con (E)-3-hexeno e hidrogenación catalítica posterior del doble enlace olefínico. Por último y a partir del compuesto 23p, tras acoplamiento tipo Heck con 4-bromoveratrol, se llevó a cabo la síntesis de un derivado (24p) de la (–)-cuspareína.