1. INTRODUCCIÓN  a los microARNs

Los microARNs (miARNs) son una clase de moléculas de ARN pequeñas que regulan la expresión génica a nivel post-transcripcional. Descubiertas inicialmente en el gusano C. elegans (1, 2), se consideraron una peculiaridad de los nematodos hasta que se observó que algunos de ellos estaban filogenéticamente conservados en una amplia variedad de organismos, incluyendo humanos (3-5). Hoy en día se está observando progresivamente el importante valor que desempeñan los microARNs como reguladores de la expresión génica. A nivel celular los microARNs son importantes en el mantenimiento de la identidad celular (6, 7). De hecho, niveles anormales de los microARNs a menudo resultan en una pérdida de la diferenciación celular, un proceso común en el desarrollo tumoral. Por lo tanto, como cabría de esperar, disfunciones en la vía de los miARNs afectan a muchos procesos celulares que están recurrentemente alterados en cáncer como proliferación, diferenciación, apoptosis, metástasis y mantenimiento de los telómeros (8) (9) (10).

1.1. microARNs: Genómica, Biogénesis y modo de acción

Los MicroARNs conforman una extensa y homogénea familia de ARN no codificantes de proteína, con un tamaño comprendido de 19-25 nucleótidos actualmente están creciendo en número, diversidad y función (11, 12). En el 2022 la base de datos de microARNs (13) tenía registradas 48 860 secuencias maduras de microARNs descubiertos en 271 organismos (mirbase.org v22.5). Actualmente (Enero 2022) el genoma humano contiene 2654 secuencias maduras de microARNs documentadas en humanos, pero modelos computacionales predicen más (14).
Alrededor de la mitad de los genes que codifican microARNs están organizados en grupos de transcritos policistrónicos, los cuales son procesados para constituir los microARNs individuales (15, 16). Los restantes microARNs se generan a partir de transcritos individuales. Más de dos terceras partes de los microARNs comparten unidades transcripcionales con genes codificantes para proteína o ARNs largos no codificantes. Estos pueden transcribirse a partir de su propios promotores, promotores de genes cercanos o promotores de sus genes hospedadores (17). Gran parte de los microARNs que surgen de genes codificantes para proteínas están localizados en intrones, mientras que los que surgen de ARN codificantes mas largos pueden estar localizados en intrones o exones (18). Al menos un tercio de las familias de microARNs están altamente conservadas entre especies (19) y el 60% de los loci de microARNs están conservadas de ratones a humanos (13).
El esquema básico de la biogénesis de los microARN se encuentra detallado en la Figura 1. La mayor parte de los microARNs se trascriben a partir de la ARN polimerasa II como transcritos primarios (pri-miARNs) que contienen una estructura 5’ CAP y una cola 3’ poliadenilada (20). Los pri-miARNs que pueden ser de varios miles de nucleótidos, son procesados por la enzima ARNasa III llamada Drosha y la proteína de unión a ARN de doble cadena DGCR8 (21-23) generándose uno o más precursores (pre-miARN).

Los pre-microARNs están formados por alrededor de 65 a 85 nucleótidos y presentan una fuerte complementariedad interna que les hace plegarse sobre si y establecer estructuras de horquilla, que asimilan a las que tienen los ARN de doble cadena. Los pre-miARN son exportados al citoplasma por medio del factor de exportador nuclear Exportin-5 y su cofactor RAN-GTP (24, 25). Una vez en el citoplasma los pre-microARNs son procesados de nuevo por otra enzima ARNasa III llamada Dicer generando ARNs de doble cadena de unos 22 nucleótidos (26-28). La proteína Argonauta 2 es reclutada completándose el complejo silenciador inducido por ARN (RISC) (29, 30). Sólo una de las dos cadenas (cadena guía) quedará en el complejo RISC. El factor que parece determinar cual de estas cadenas permanece en el complejo RISC es la estabilidad del anillamiento formado (31-34).

La represión de la expresión del ARN mensajero (ARNm) puede darse de dos formas dependiendo de la complementariedad que presenten el microARN y su diana. Si el microARN se une con una complementariedad perfecta o casi perfecta al ARNm es fragmentado por el complejo RISC y degradado. Este mecanismo se da principalmente en plantas (35) aunque ha sido también observado en ocasiones en animales (36). Si la unión del microARN y su ARNm es imperfecta se inhibe la traducción proteica seguido por un grado variable de degradación del mensajero. Este último escenario es el que se ha observado más común en células animales y la interacción se da más frecuentemente a nivel de las regiones sin traducir 3’(UTR) (37, 38). Se ha sugerido varios mecanismos mediante los cuales los microARNs producen la inhibición de la traducción que incluyen: a) el bloqueo del inicio de la traducción, el bloque de la elongación, b) el secuestro de los ARNm en los cuerpos P (P-bodies), compartimentos especializados en el citoplasma donde se da la represión transcripcional y c) la degradación de los ARNm (37, 39-41).

Además se ha observado que los microARNs pueden presentar una regulación post-transcripcional en respuesta a un estímulo proliferativo y de diferenciación celular (42). Así, por ejemplo, se ha observado que al menos en el caso de la familia de microARNs let-7, la proteína de unión a ARN llamada Lin28, regula su maduración y es necesaria y suficiente para bloquear el proceso de maduración de let-7 (43).

Figura 1. Esquema que muestra la biogénesis básica de los microARNs. Se ha tomado let-7g tomado como ejemplo representativo. let-7g esta codificado en la secuencia intrónica del gen codificante de proteína WDR82. El gen es transcrito por la ARN polimerasa II que añade la modificación 5’ (CAP) y la cola poli-A en la región 3’. Dicho transcrito contiene un ARN primario llamado pri-let-7g (pri-miARN) que es reconocido y cortado por el complejo formado la ARNsa III llamada Drosha y la proteína de unión a ARN DGCR8 resultando en un ARN plegado en horquilla debido a su alta autocomplementariedad de bases de 84 nucleótidos llamado pre-miARN. La Exportina-5 y la Ran-GTP transportan el pre-miARN al citoplasma donde otra ARNsa III, DICER, en asociación con la proteína de unión a ARN TRBP procesan al pre-miARN para formar un ARN de doble cadena con 2 nucleótidos protuberantes que es reclutado por el complejo silenciador inducido por ARN (RISC). A continuación, una de la cadenas, la cadena pasajera, se elimina del complejo y es degradada, y el ARN maduro let-7g (UGAGGUAGUAGUUUGUACAGUU), guía a RISC hacia los ARNm diana para inhibir su traducción (44). La biogénesis de los microARNs puede ser regulada a varios niveles, en este ejemplo LIN28 inhibe la maduración de let-7. La inhibición de la traducción de los ARNm puede realizarse en unas regiones citoplasmáticas especializadas llamados cuerpos P (ver el texto para detalles adicionales). (45).

1.2. Las funciones de los MicroARNs como reguladores: sus dianas.

No todos los genes codificantes de proteínas están regulados por los microARNs. Algunos genes que desempeñan funciones del metabolismo celular fundamental presentan una región 3’UTRs corta que no presenta apenas regiones de unión a los microARNs (46). Sin embargo, se ha estimado que gran parte de los genes codificantes de proteínas presentan regulada su expresión mediante microARNs (47). Por lo tanto, es concebible que los microARNs, regulen gran parte de las rutas biológicas celulares.

La predicción de los mensajeros diana a los que los microARN regulan es difícil debido a que la gran mayoría de las veces la unión microARN-transcrito diana se realiza de forma parcialmente complementaria. Como complejidad añadida, algunos genes presentan 3’UTR alternativas, lo cual puede hacer que estén regulados por grupos de microARNs diferentes. Se han desarrollado varios algoritmos bioinformáticos para predecir dianas de los microARNs (48-50), la mayor parte de los cuales se basan en la presencia de una secuencia llamada semilla de 7 nucleótidos situados entre la posiciones 2 a la 8 del microARN maduro (47). Otro factor utilizado en estos algoritmos es la conservación filogenética de estos sitios de unión a los microARNs de las regiones 3’UTR de las dianas y la ausencia de estructuras secundarias estables (50). Se ha estimado que un único microARN puede regular 200 genes diferentes (47). De esta forma los microARN tienen una cualidad pleiotrópica intrínseca. Así una función aberrante de los microaARN podría desencadenar una ruptura del balance homeostático celular que podría contribuir a una patología sistémica.

2. MICROARNs Y CÁNCER

2.1. Introducción: microARN y cáncer

El cáncer es una enfermedad compleja donde un grupo de células anormales pierden identidad y crecen sin control, siendo capaz de invadir y colonizar otros tejidos. Este comportamiento invasivo puede resultar en una disfunción orgánica que puede desembocar un el fallo orgánico fatal. Existen múltiples líneas de evidencia que indican que la carcinogénesis es un proceso secuencial de múltiples pasos donde las células malignas acumulan alteraciones genéticas y epigenéticas que conducen a una la transformación progresiva en células malignas (51). De esta forma, las poblaciones tumorales seleccionan alteraciones en genes que promueven la progresión tumoral (oncogenes) o genes que la dificultan (genes supresores tumorales). Al final del proceso de transformación, las células malignas pierden la identidad celular, adquieren independencia en el crecimiento, invasión y resistencia a la senescencia y la apoptosis.

Dado a que los microARNs pueden alterar la expresión génica son candidatos al mantenimiento del balance en la proliferación celular (Figura 2). Estudios pioneros han mostrado la existencia de una expresión diferencial de los microARNs entre tejido tumorales y tejidos normales (52-54). Sin embargo, esto no significa que todos los microARNs perturbados estén directamente implicados funcionalmente en el desarrollo tumoral. Muchos de ellos podrían ser simplemente espectadores indirectamente alterados por los cambios genómicos y epigenómicos que surgen durante la carcinogénesis sin ser los agentes causantes de la misma. Los microARNs que están realmente implicados en la carcinogénesis son denominados oncomiRs (55), y su descubrimiento actualmente ha revolucionado la oncología molecular actual, y son el título de este trabajo.

Figura 2:

No sólo microARN específicos se han relacionado con el cáncer (como veremos más adelante), también componentes de la maquinaria de biogénesis de los microARN han sido implicados en el desarrollo tumoral. Así, se han observado que mutaciones de Drosha, DGCR8 o Dicer (proteínas básicas de la biogénesis) colaboran en la transformación tumoral (56). Estos hallazgos concuerdan con resultados anteriores de la pérdida de expresión de Dicer en algunos tumores (57), y una perdida global de expresión de microARNs en tumores cuando se comparan con tejidos normales (53). Por otra parte, la pérdida condicional de Dicer (58, 59) o DGCR8 (60) en células madre embrionarias de ratón (ES) impiden la diferenciación y proliferación celular lo que podría conducir a procesos neoplásicos.

Otros componentes de la maquinaria de biosíntesis de los microARNs han sido implicados en cáncer incluyendo los miembros de la familia de proteínas Argonauta: hAgo1/EIF2C1, hAgo3/EIF2C3, hAgo4 e Hiwi. hAgo1, hAgo3 y hAgo4 se agrupan en la región cromosómica 1p34-35 que es frecuentemente delecionada en algunos tumores humanos que incluyen: tumor de Wilms, neuroblastoma y carcinomas de pecho, hígado y colon (61). Por otra parte, la sobreexpresión de Hiwi (que pertenece al grupo de la familia de proteínas Argonauta implicadas en el mantenimiento de la línea germinal) (62) ha sido relacionada, entre otros, con tumores germinales, (63-65).

Los microARNs pueden clasificarse en oncogenes o supresores tumores desde un punto de vista clásico según promuevan o impidan el desarrollo tumoral (Figura 3). Sin embargo, ya que los efectos de los microARN son intrínsecamente pleotrópicos, esta clasificación debería considerarse flexible.

Figura 3: microARNs representativos implicados en cáncer, papel tumoral propuesto (TS: tumor supresor, OG: oncogén) y genes dianas importantes en cáncer que pueden explicar su actividad en cáncer. (45).

2.2. MicroARNs como supresores tumorales

MicroARN-15a y MicroARN-16-1
Estudios sobre la leucemia linfocítica crónica (CLL) revelaron la primera evidencia directa que relacionaba a los microARNs con el cáncer. La mayor parte de las CLL de células B presentaban una deleción recurrente en la región cromosómica 13q14 que sugerían la presencia en dicha región de un gen supresor tumoral. Durante años varios grupos estudiaron esta región cromosómica en busca de genes supresores tumorales codificantes, aunque sin hallar un candidato sólido. Un estudio pormenorizado de dicha región delató una secuencia delecionada mínima común de 30kb. En esta región se hallaba el gen no codificante de proteínas LEU2 (88). Calin y colaboradores se percataron que LEU2 contenían a miR-15a y miR-16-1 en su primer intrón. Consecuentemente, la pérdida de expresión de estos dos microARNs fue documentada en el 68% de los casos de CLL analizados (89). Por otra parte, se encontraron mutaciones asociadas con la pérdida de expresión de estos microARNs en la línea germinal de pacientes CLL (90).

Un análisis funcional encontró al gen anti-apoptótico BCL2 como una de las dianas reguladas por miR-15a y miR-16-1. Los niveles de estos microARNs se correlacionaban inversamente con los niveles de expresión de BCL2 y los ensayos de fusión de UTR con proteínas reporteras determinaron que ambos microARN son capaces de controlar transcripcionalmente a BCL2. Además la represión de Bcl2 por estos microARNs inducía la apoptosis en líneas celulares de CLL (67).
Ya que la región 13q14 se pierde en otros tipos de cáncer es concebible que la función supresora tumoral de ambos microARNs miR-15a and miR-16-1 se extienda a otros tipos de tumores.

Familia de microARNs let-7
Let-7 fue inicialmente descubierto en el nematodo (C. elegans) donde su expresión está regulada durante en el desarrollo y controla el desarrollo temporal de la diferenciación, actuando como un gen importante que regula a múltiples genes requeridos para la salida del ciclo celular (3). Let-7 fue el primer microARN identificado en humanos y su familia comprende a 12 genes en el genoma humano. Varios estudios han mostrado que la expresión de let-7 se pierde en muchos tumores (52, 68, 91, 92). Además, los niveles de expresión de let-7 se han correlacionado con el pronóstico tumoral (52, 91, 93, 94). El papel biológico de supresor tumoral de let-7 fue provisto por el descubrimiento que importantes oncogenes como RAS (68), HGMA2 (69, 70), myc (71), CDK6 y CDC25 (72).

Familia MicroARN-34
En vertebrados la familia mir-34 está compuesta de tres miembros evolutivamente conservados (miR-34a, miR-34b and miR-34c). En humanos, miR-34a se encuentra en la región cromosómica 1p36 y mir-34b y mir-34c se transcriben de mismo transcrito situado en la región cromosómica 11q23.1. Su relación con el cáncer se encontró inicialmente mediante una pérdida de expresión diferencial en neuroblastomas (75). En este trabajo se reintrodujo miR-34 en una línea celular de neuroblastoma lo que condujo a una pérdida drástica en la proliferación debido a una activación de apoptosis dependiente de caspasas. Poco después de esta observación inicial diferentes laboratorios publicaron casi simultáneamente trabajos que vinculaban mir-34 a la vía de p53 (74, 77, 95-97). Así la expresión de los miembros de la familia de mir-34 está regulada directamente con p53, y consecuentemente la expresión de los miembros de la familia de mir-34 puede reflejar la actividad de p53. Coherentemente, estos microARNs actúan como genes supresores de tumores y su reintroducción en células defectivas promueve el arresto del ciclo celular, la senescencia y la apoptosis dependiendo del fondo genético. Análisis experimentales y predicciones bioinformáticas han implicado a la familia de miR-34 en la regulación de importantes genes implicados en el control del ciclo celular que incluyen E2F3, CDK4, CDK6, CCNE2, BIR3, DCR3 y BCL2 (74-77).

MicroARNs-26a
miR-26a es un microARN que se expresa a niveles altos en diversos tejidos. Inicialmente se observó que este microARN perdía su expresión en hepatocarcinomas (66). La administración sistémica de miR-26a usando adenovirus en un modelo de hepatocarcinoma en ratones resultó en una dramática protección contra el desarrollo tumoral sin efectos tóxicos, inhibiendo la proliferación tumoral y promoviendo una apoptosis específica del tumor (66). miR-26a parece realizar estos efectos uniéndose a las regiones 3’ UTR de las ciclinas D2 y E2 y regulando su expresión. Estos resultados sugieren que la reintroducción de la expresión de determinados microARNs pueden ser de utilidad terapéutica.

2.3. MicroARNs como oncogenes

MicroARNs 17-92-1
Mir-17-92-1 es una agrupación de microARNs (miR-17-5p, miR-17-3p, miR-18, miR-19a, miR-20a, miR-19b-1 y miR-92-1) que nacen del mismo transcrito policistrónico situado en la región cromosómica 13q31.3. Esta región cromosómica se observó frecuentemente amplificada en linfomas de células B y otros tumores, lo que se correlacionaba con una sobreexpresión de los microARNs de la agrupación mir-17-92-1 (98, 99). Se ha observado que los microARNs miR-17-92-1 actúan en sinergia aumentando las propiedades oncogénicas del factor de transcripción MYC acelerando el desarrollo tumoral e incrementado la resistencia a la apoptosis celular (79, 99, 100).

Por otra parte, se observó que MYC se unía directamente al locus de los microARNs mir-17-92-1 activando su expresión. Además se mostró que E2F1 es regulado negativamente por dos microARNs de la agrupación mir-17-92-1: miR-17-5 y miR-20a (79). E2F1 es un miembro de la familia de factores de transcripción E2F implicados en la transición del ciclo celular de las fases G1 a S. Además, E2F1 es una diana transcripcional de MYC. Así MYC regula la expresión de E2F1 a diferentes niveles, por una parte, directamente activando la transcripción de E2F1 pero por otra parte limita su traducción indirectamente a través de la actividades de los microARNs miR-17-92-1. Por otra parte, los factores de transcripción E2F1, E2F2, y E2F3 en sistema de retro-regulación pueden unirse al promotor de los microARNs miR-17-92-1 activando su transcripción (78-80). De esta forma se consigue una férrea regulación del control de la señal proliferativa

Aunque MYC aumenta la expresión de los microARN miR-17-92-1 la actividad predominante de MYC es una represión general de la expresión de los microARNs. Gran parte de esta represión es probablemente debida al resultado de la unión directa de MYC a los promotores de los microARNs. Coherentemente, la re-activación de la expresión de los microARNs reprimidos por MYC, disminuyen su tumorogenicidad en línea celulares (101).

MicroARN-372 & MicroARN-373
Un estudio genético donde se investigaban microARNs que cooperaban con oncogenes en la transformación tumoral identificó propiedades oncogénicas de miR-372 y miR-373 en tumores testiculares de células germinales humanas. (102). Estudios mecanísticos determinaron que estos microARNs podrían interferir en la vía de p53 a través de la inhibición de CDK2, posiblemente mediante de la inhibición directa del supresor tumoral LATS2 (large tumor suppressor homologue 2). De esta forma estos microARNs pueden hacer que las células sean inmunes a los acciones supresoras de p53 y así ser capaces de resistir a la senescencia o apoptosis. Las habilidades de miR-372 y miR-373 para promover el desarrollo tumoral en células que presentan un p53 activo que podría explicar el por qué las mutaciones de p53 no son frecuentes en cánceres testiculares (87).

MicroARN-21
El microARN-21 se encuentra frecuentemente sobrexpresado en los perfiles de expresión de gran variedad de tumores, incluyendo: neuroblastoma, glioblastoma, cáncer de colon, de pulmón, de mama o de páncreas (103-108). Además, diversos estudios han encontrado de utilidad los niveles de expresión de mir-21 para el diagnostico y pronóstico tumoral (108). Estudios in vitro mir-21 han sugerido que miR-21 tiene habilidades anti-apoptóticas ya que su bloqueo mediante tecnología antisentido desencadena en un aumento de apoptosis (103, 107). Estudios funcionales han identificado varias dianas de miR-21, que incluyen supresores tumorales como PTEN (81), TPM1 (82) y PDCD4 (83, 84), lo que podría explicar su papel oncogénico en la carcinogénesis.

MicroARN-155
Estudios pioneros detectaron que el microARN-155 forma parte de una secuencia conservada evolutivamente que formaba parte de un gen no codificante de proteínas llamado BIC (B-cell integration cluster). BIC se había relacionado con la patología tumoral ya que se había identificado como un sitió frecuente de integración de un virus (llamado de la leucosis aviar), que induce linfomas de células B (109-111). Estudios posteriores, relacionaron un aumento de la expresión de miR-155 tanto en neoplasias hematológicas (112, 113) como en tumores sólidos (52, 54). Posteriormente estudios desarrollados en modelos animales, le atribuyéndosele actividades oncogénicas. Así, cuando se aumentaron experimentalmente los niveles de expresión de miR-155 en modelos animales se observó el desarrollo de leucemia de células B. Demostrándose experimentalmente que altos niveles de miR-155 pueden inducir expansión policlonal, facilitando la posterior adquisición de modificaciones genéticas que desemboquen en la transformación tumoral (114). Otros trabajos pusieron de manifiesto que la importancia funcional de miR-155 en el mantenimiento del sistema inmune (115-117). Así, modelos experimentales in vivo, en los que se eliminaba genéticamente a miR-155 se demostraron inmunodeficientes y con anormalidades en la maduración de su linaje linfocítico. Un análisis de perfiles de expresión alterados en estos modelos experimentales puso de manifiesto que un amplio abanico de genes relacionados con el sistema inmune está regulado por miR-155. En otra línea de investigación se ha desvelado que el gen no codificante de proteína miR-K12-11 del virus KSHV (Kaposi’s-sarcoma-associated herpes virus) está relacionado evolutiva y funcionalmente con miR-155. Así, se ha observado que ambos comparten gran parte de las dianas a las que regulan, muchas de las cuales están relacionadas con procesos carcinogénicos (118).

2.4. MicroARNs: utilidad clínica y aplicaciones farmacéuticas

Aunque la era del estudio y descubrimiento de los microARN abarca sólo unas décadas, ha sido muy prometedora para el diagnóstico, el pronóstico y la terapia en biomedicina. Se espera que el rápido desarrollo de potentes técnicas para su análisis y estudio, como la realización de secuenciación profunda del microRNAnome celular, PCR cuantitativa específica de microARN y tecnologías antisentido de utilidad in vivo, tenga una importancia significativa en la oncología clínica en un futuro próximo. Ya que los microARNs juegan un papel importante en la determinación de la identidad celular, uno de los procesos afectados en la carcinogénesis se pensó que podrían tener un valor significativo en el diagnóstico del cáncer. Estudios pioneros realizados comparando perfiles de expresión de microARNs entre muestras sanas y tumorales identificaron patrones únicos que podrían discernir entre células tumorales y no tumorales (52, 54, 119). De hecho, los perfiles de expresión de microARN parecen ser más informativos, y más potentes a la hora de clasificar las muestras tumorales por su origen tisular (algo que puede ser complicado cuando se diagnostica tumores en etapas avanzadas), su tumorigenicidad y su grado de diferenciación que los perfiles de ARN mensajero (ARNm) usados tradicionalmente. Así, por ejemplo, en trabajos pioneros a este respecto se ha observado que el perfil de tan sólo doscientos microARNs es suficiente para clasificar tumores poco diferenciados (una problemática frecuente en la clínica) con mayor precisión que utilizando la información de más de dieciséis mil ARN mensajeros (53). Otro de estos estudios consiguió clasificar con una mayor precisión el tejido de origen de cuatrocientas muestras tumorales proveniente de veintidós tipos de tejido diferentes (120). De igual forma, otro trabajo demostró la efectividad de los perfiles de microARNs para determinar el tejido de origen de cánceres secundarios de origen desconocido, un problema frecuente en la clínica actual (121).

Sin embargo, los perfiles de expresión de los microARNs también proveen una importante información clínica sobre el pronóstico de los pacientes. De esta forma, trabajos pioneros demostraron que los perfiles de microARN se correlacionaban con la supervivencia de diversos tipos tumorales incluyendo aquellos en estados patológicos precoces. De esta forma, niveles bajos de expresión de genes de la familia let-7 y altos de de miR-155 mostraron una correlación con mal pronóstico en tumores de cáncer de pulmón (52). Otro estudio en el mismo tipo tumoral, identificó la importancia pronostica de 5 microARNs: así altos niveles de miR-137, miR-372, and miR-182 se correlacionaron con mal pronóstico mientras que altos niveles de miR-221 y let-7a parecen ser protectores. Además, los niveles de este conjunto de microARNs fueron de utilidad para predecir la recaída tumoral (93). De forma similar, otro estudio pionero demostró que niveles altos de expresión de miR-21 se asociaron a una baja respuesta terapéutica y con mal pronóstico de los pacientes (108).

Pero, además, de forma más relevante para la clínica y la farmacia multitud de trabajos científicos han puesto de manifiesto el potencial terapéutico de los microARNs. Así trabajos pioneros que restituían la función supresora tumoral de microARNs cuya expresión se perdía en la carcinogénesis han mostrado su eficacia terapéutica en modelos animales (66, 122-124). De igual forma, la inhibición de la actividad de microARNs oncogénicos ha demostrado tener un valor clínico. Esta inhibición específica de los microARNs oncogénicos se basan en tecnologías de oligonucleótidos anti-sentido que pueden bloquear su actividad patogénica. Los llamados generalmente anti-miRs son oligonucleótidos complementarios a la secuencia de los microARNs con modificaciones químicas que mejoran su estabilidad y capacidad inhibitoria (Figura 4). Entre las modificaciones más utilizadas que se encuentran: la metilación del segundo oxigeno del anillo de la ribosa (2’-O-Methyl), la sustitución del enlace fosfato por el enlace fosforotioato, o la adicción de un enlace puente adicional entre dos carbonos del anillo de la ribosa (los llamados locked nucleic acid, LNA) (121). Los anti-miRs han sido ampliamente utilizados por la comunidad científica para realizar ensayos funcionales para determinar las repercusiones biológicas de la inhibición de microARN específicos (73). Esta tecnología antisentido ha demostrado una alta eficacia en cultivo celulares, aunque algunos estudios pioneros han mostrado su eficacia en modelos animales, utilizándose diferentes estrategias para mejorar su eficacia. Así, se ha observado que la adición de una molecular de colesterol al extremo 3’ del anti-miRs aumentaba su efectividad en modelo de ratones (125).

De esta forma, una inyección intravenosa de estos anti-miRs (llamados antagomirs) resultaba en una eficaz reducción del correspondiente miARN en todos los tejidos analizados, con la excepción del cerebro. Estudios pioneros que usaron anti-miRs modificados mediante LNA (locked nucleic acid) demostraron su eficacia en primates (126, 127) por lo que se presume que pueden tener utilidad en humanos. No obstante, como cada microARN puede regular la expresión de múltiples ARN mensajeros, la utilización de drogas inhibitorias podría causar efectos secundarios, con lo que la industria farmacéutica tendría que trabajar. Asimismo, diversos trabajos científicos han puesto de manifiesto que la saturación de la maquinaria de ARN de interferencia, que comparten los siARN y los microARNs, puede causar efectos tóxicos (128). A pesar de estas posibles dificultades, intrínsecas al desarrollo de fármacos, las aplicaciones clínicas de los microARNs arrojan una prometedora esperanza. De hecho, en 2018, se aprobó por primera vez por la entidad reguladora de fármacos de Estados Unidos (la FDA) el uso terapéutico de un ARN de interferencia pequeño (siARN) llamado patisiran (129) Este fármaco tiene su utilidad terapéutica para el tratamiento de una enfermedad poco frecuente (una polineuropatía causada por amiloidosis hereditaria mediada por transtiretina, hATTR) y funciona uniéndose y degradando el transcrito de ARN mensajero del gen de la transtiretina (Kristen et al., 2018; Yang, 2019). Esta noticia ha supuesto un impulso relevante para las terapias farmacológicas basadas en el ARN de interferencia, donde se engloban a los microARNs. Así, aunque la aparición de la terapéutica mediada directamente por los microARNs aún no se ha traducido en candidatos aprobados por la FDA para intervención médica, existen fármacos en desarrollo clínico y se prevén que puedan seguir el camino del patisiran. De hecho, actualmente existen compañías de biotecnología centradas exclusivamente en las aplicaciones de fármacos relacionados con miARNs, como Miragen, MiRNA Therapeutics (ahora Synlogic) y Regulus Therapeutics (129). Actualmente laboratorios académicos, empresas de biotecnología y la industria farmacéutica están involucrados en los esfuerzos de investigación clínica relacionada con la actividad biológica de los microARNs. Esperemos que este desarrollo se traduzca en una utilidad farmacológica tangible para su uso en la clínica en un futuro cercano.

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