Análisis Bioinformático Del Estrés Oxidativo: Genes Implicados En Su Alteración En La Expresión Proteica. Significado, Variación Y Enfermedades Asociadas

Artículo original de investigación

Análisis bioinformático del Estrés Oxidativo: Genes implicados en su alteración en la expresión proteica. Significado, variación y enfermedades asociadas.

Bioinformatic analysis of the Oxidative Stress: Involved genes in the alteration of proteic expression. Meaning, variation and associated diseases.

Alejandro Mejía-Arredondo1,a, Maria-Camila Romo1,a, Juliana Bueno-Marín1,a

RESUMEN 1. Estudiante de medicina. Semillero de Innova- Introducción: El estrés oxidativo es el resultado de la alteración en el equilibrio entre la producción de radicales libres de dores en Salud ISSEM. oxígeno y antioxidantes. Esta alteración en el equilibrio se ha asociado a diferentes patologías. Por lo anterior, es de gran importancia conocer en detalle la ruta del estrés oxidativo para poder identificar los genes con mayor cantidad de variaciones asociadas a patologías mediadas por la ruta de estrés oxidativo, y así mismo poder impactar desde la investigación en el a. Facultad de Ciencias de la Salud, Pontificia tratamiento de las patologías relacionadas. Materiales y métodos: Se utilizaron una serie programas bioinformáticos y bases Universidad Javeriana Cali (Colombia). de datos relacionadas con almacenamiento de información OMIM, Genoma donde se obtuvieron 23 genes. Posteriormente, mediante el software BLAST-NCBI se identificaron las proteínas codificadas asociadas a cada uno de los genes obtenidos inicialmente. Usando el portal GeneCards se aislaron las patologías que mostraron mayor asociación frente a las alteraciones del equilibrio en la ruta de estrés oxidativo. Asimismo, utilizando el sistema de clasificación proteicaPanther Gene Ontology, CORRESPONDENCIA se obtuvieron de sus bases de datos las proteínas que mostraron mayor relación a patologías propias de las alteraciones en Alejandro Mejía-Arredondo la ruta del estrés oxidativo. Finalmente, mediante el Script Bioinfo1.2.python se desencriptó la información obtenida de los Facultad de Ciencias de la Salud 23 genes identificados en Genome Browser para exponer los sitios genómicos con mayores mutaciones en cada uno de los Pontificia Universidad Javeriana Cali genes. Resultados: Se encontró que son los cromosomas 1, 2 y 14, en donde se dan los principales tipos de variaciones. Además, se encontró que el 70,8% del total de variaciones se ubica en los intrones de los genes, mientras que un 20,5% E-mail: [email protected] corresponden a ubicaciones desconocidas. Finalmente, se identificó al gen Myc como el que mayor cantidad de variaciones genéticas asociadas a alteraciones de la ruta de estrés oxidativo presenta, teniendo cerca de 2895 variaciones, seguido de los genes Bcl-2 y ASK1-MAP3K5. Conclusiones: El gen Myc posee una alta tasa de variaciones donde se destaca la presencia CONFLICTO DE INTERESES de 2 variaciones tipo missense simples que se asocian a alta patogenicidad, por lo cual se puede aislar el gen Myc como uno de los principales genes vinculados con la alteración de la expresión del estrés oxidativo y sus diversas patologías asocia- Los autores del artículo hacen constar que no das. Adicionalmente, es importante saber cómo el desbalance de la ruta de estrés oxidativo puede causar sobreexpresión de existe, de manera directa o indirecta, ningún radicales libres susceptibles de desarrollar neoplasias. tipo de conflicto de intereses que pueda poner en peligro la validez de lo comunicado. Palabras clave: Estrés oxidativo, genes alterados, rutas de señalización molecular, bioinformática, genómica. ABSTRACT Introduction: Oxidative stress is the result of the alteration in the balance between the production of free oxygen radicals and antioxidants. This alteration in balance has been associated with different pathologies; Due to the aforementioned, a great importance is mentioned in the route of oxidative stress to be able to identify the 3 genes with the greatest number of variations in the medium pathologies in the oxidative stress route and the same power to impact from the investigation in the treatment of the related pathologies. for the alteration of said route. Materials and methods: A series of bioinformatic programs and data bases related to storage of OMIM, Genome where 23 genes were obtained, using the BLAST-NCBI software identified the proteins encoded in each of the corresponding genes; Using the GeneCards portal, the pathologies that were associated with alterations of the balance in the path of oxidative stress were isolated. Then, using the system of protein classification, the panther, the ontology, the obtaining of its bases, the data, the proteins, the relations, the relations, the relations, the relations, the relations, the behavior, the oxidative code and Finally, through the Bioinfo1.2.python Script, the information obtained from the 23 genes from Genome Browser was decrypted to expose the genomic sites with greater mutations in each of the genes. Results: It was found that chromosomes 1, 2 and 14 are the main types of variations and their location in which 70,8% of the total variations are located in the introns of the genes and 20,5% Correspondence to strangers. Finally, the Myc gene was identified as the largest number of genetic variations and alterations in the oxidative stress pathway followed by the genes Bcl-2 y ASK1-MAP3K5. Conclusion: The Myc gene has a high variation rate, highlighting the pre- sence of 2 Missense-Simple variations that are associated with high pathogenicity, so the Myc gene can be isolated as one of the main genes associated with the alteration of the expression of oxidative stress and its various associated pathologies. In addition, it is important to know how the imbalance of the oxidative stress pathway can cause overexpression of free radicals RECIBIDO: 3 de junio del 2018. associated with the susceptibility to develop neoplasms. ACEPTADO: 25 de noviembre de 2018. Key words: Oxidative stress, altered genes, molecular signaling routes, bioinformatics, genomics.

Mejía-Arredondo A, Romo MC, Bueno-Marín J. Análisis bioinformático del Estrés Oxidativo: Genes implicados en su alteración en la expresión proteica. Significado, variación y enfermedades asociadas. Salutem Scientia Spiritus 2018; 4(2):23-30.

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INTRODUCCIÓN genómico, sobre las etiologías producto de la alteración del estrés oxidativo, facilitando un análisis útil en el desarrollo de nuevas El estrés oxidativo se define como una alteración en el equilibrio técnicas en favor del mantenimiento de la salud de los seres hu- entre la producción de radicales libres de oxígeno y la presencia manos desde la prevención primaria, secundaria o terciaria, frente de antioxidantes. Los radicales libres de oxígeno, son especies a la alta prevalencia de las patologías asociadas con la alteración químicas que contienen electrones no apareados que provocan de la ruta en estudio6. aumento de la reactividad química de un átomo o de una mo- lécula1. Estos se forman como producto de diferentes procesos En este sentido, la genómica ha permitido desarrollos grandes bioquímicos que ocurren a diario en el cuerpo y como resultado asociados al descubrimiento de los genes que alteran la expresión de la exposición a múltiples factores ambientales. En contraste, de las proteínas relacionadas con la ruta de estrés oxidativo, de tal el cuerpo produce moléculas antagónicas llamadas antioxidantes, forma que la detección puntual del gen que presenta la variante que las cuales son capaces de evitar la oxidación de otras moléculas causa la alteración en la expresión de la proteína pemite conocer el y la subsiguiente formación de los radicales libres. Cuando hay efecto patológico en una ruta metabólica específica7. Por tanto, en un desequilibrio entre radicales libres y antioxidantes, se origina este estudio se identificaron los principales genes que con mayor el daño celular que conlleva a alteraciones en diferentes tejidos cantidad de variaciones patológicas, actúan en la expresión de y desarrollo de enfermedades como cáncer de pulmón, EPOC, proteínas involucradas en las alteraciones de la ruta del estrés enfermedad cardiovascular, falla renal crónica, glomerulonefritis, oxidativo, con el fin de exponer –desde la genómica– los sitios en Alzheimer, Parkinson, esclerosis múltiple y esclerosis lateral el ADN que pueden ser capaces de ser sometidos a intervención amiotrófica, entre muchas otras2. para prevenir el daño ocasionado por dicho desequilibrio.

Por lo anterior, resulta fundamental identificar de manera es- MATERIALES Y METODOS pecífica –desde el campo de la genómica– los probables genes que, al presentar mayor cantidad de variaciones, se encuentran Este estudio, observacional descriptivo, fue llevado a cabo para vinculados con estas patologías de alta prevalencia mundial3. determinar qué genes están asociados a la ruta del estrés oxidati- La aproximación a este contexto se realizó desde la revisión de vo. En virtud de la estrecha relación que existe entre la variación bibliografía asociada a las enfermedades previamente mencio- genética y la ruta del estrés oxidativo8, fueron identificados di- nadas y su probable relación con las alteraciones de la ruta de ferentes genes en las bases de datos para obtener la información estrés oxidativo4, complementando con bases de datos genéticos genómica necesaria que permitiera llevar a cabo el análisis de las y proteicos como GeneCards, con el fin de obtener la correlación asociaciones moleculares entre estos elementos. entre los probables genes asociados y determinadas patologías, para finalmente identificar puntualmente los genes con mayores La investigación inició con una búsqueda en la base de datos variaciones presentes en la alteración del equilibrio del estrés Panther Gene Ontoloy, la cual consiste en un sistema de clasifi- oxidativo. cación de proteínas y sus respectivos genes. El sistema empleado se denominó análisis de proteínas a través de relaciones evolutivas La ruta del estrés oxidativo se encuentra estrechamente asociada PANTHER (del inglés, Protein ANalysis THrough Evolutionary al proceso de envejecimiento y por lo tanto, a las comorbilidades Relationships), y sus clasificaciones fueron el resultado de la que se desarrollan durante este proceso fisiológico. Uno de los mo- curación humana y de algoritmos bioinformáticos9. El proceso delos que explican el envejecimiento se ha denominado “modelo general para construir la clasificación PANTHER consistió en: de daños acumulados”, el cual explica la manera como las células, con el paso de los años, acumulan daños originados por el estrés 1. La agrupación familiar. oxidativo. De esta forma, el estrés oxidativo se genera a partir 2. La alineación de secuencias múltiples (MSA), familia HMM del desequilibrio entre radicales libres y antioxidantes debido a y construcción de árbol familiar. que con el tiempo, las células pierden su capacidad para suplir 3. La definición de familia/subfamilia y denominación. la demanda de antioxidantes, lo que ocasiona que los radicales 4. La construcción de la subfamilia HMM. libres predominen y generen mayor daño celular. Los mecanismos 5. La función molecular y asociación de procesos biológicos. a través de los cuales los radicales libres generan daño celular son tres: 1. Alteraciones oxidativas acumuladas en el colágeno, De los anteriores, los pasos 1, 2 y 4 fueron realizados por compu- elastina y DNA; 2. Ruptura de mucopolisacáridos mediante la tadores y los pasos 3 y 5 fueron llevados a cabo por una persona degradación oxidativa ; y 3. Acumulación de sustancias metabó- con la ayuda extensiva de herramientas de software10. licamente inertes (ceras, pigmentos, etc.) y fibrosis de arteriolas5. En la base de datos referenciada, se hizo una búsqueda manual Este estudio pretende aportar mas información, desde el punto de la información direccionada a la resolución de la pregunta de

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investigación planteada. Así, se encontraron 21 genes asociados permite el alineamiento de secuencias de tipo local, ya sea de a la ruta de estrés oxidativo, por lo que estos fueron selecciona- ADN, ARN o de proteínas17– para alinear la secuencia de cada dos como material primario para cumplir con el objetivo de este gen extraída de Genenome Browser para determinar qué proteína estudio11. El sitio de busqueda GeneCard permitió asociar los 21 codifica cada una de las secuencias, para poder contrastarla con genes seleccionados con la ruta del estrés oxidativo. la información obtenida de OMIM y verificar que la secuencia correspondía a las proteínas de la ruta de estrés oxidativo mediante Una vez obtenido dicho material, se procedió a una revisión ma- comparación con otras bases de datos. Así, se obtuvieron los ar- nual que constaba de la introducción y búsqueda de cada uno de chivos correspondientes a cada secuencia de cada gen en formato los genes encontrados al interior de la base de datos OMIM (del FASTA, luego de tomar los 23 genes a través de Bioinfo1.2python ingles, Online Mendelian Inheritance in Man)12 –la cual consiste para proceder a desencriptarlo en dicho formato y poder validar en un compendio completo y autorizado de genes humanos y que la secuencia corresponde a la ruta del estrés oxidativo. fenotipos genéticos centrada en la relación entre fenotipo y geno- tipo– para identificar las enfermedades asociadas a las variaciones Finalmente, se utilizó el Script bioinformático Bioinfo1.2.python de cada gen, en caso de que estas fueran expresadas13, y poder para poder desencriptar los archivos FASTA que se obtuvieron en identificar la asociación con la ruta de estrés oxidativo. el anterior paso. Esto permitió descifrar la información de cada una de las secuencias de los genes a través del programa Python, para Para esta revisión, fue necesario –además– acudir a la revisión de analizar la ubicación de estas secuencia a nivel cromosómico, así GeneCard, una base de datos de genes humanos que proporciona como el tipo, el número de variaciones, la coordenada del gen y los información genómica, proteómica, transcriptómica, genética componentes estructurales como número de intrones y exones18. y funcional sobre los genes humanos conocidos y probables, desarrollada y mantenida por el Centro Crown del Genoma hu- Con todo ello, se logró la estandarización y organización de la mano del Instituto Weizmann de Ciencias14. Con el análisis de información obtenida para determinar la patogenicidad de las la información en esta base de datos, se determinó si estos genes variaciones para cada gen y establecer cuál o cuáles son los genes presentaban una expresión asociada en tejidos particulares y con mayor relevancia en la alteración de la expresión de la ruta cómo sus variaciones podían expresar patologías propias de estos de estrés oxidativo19. Así, la metodología empleada permitió dar tejidos15, para determinar la cantidad de patologías y tejidos que alcance y cumplimiento a los objetivos expuestos para el presente se encontraban asociados a la ruta de estrés oxidativo para cada estudio, dejando en evidencia la relación existente entre la varia- uno de los genes estudiados con base en la cantidad de veces que ción genética con la ruta de estrés oxidativo, así como la cantidad se repetia el gen en las patologias asociadas16. de genes que se pueden encontrar en una misma patología20.

Se decidió entonces extrapolar los 21 genes de la ruta a la herra- RESULTADOS mienta Genome Browser –un navegador de genoma en línea que permitió obtener los segmentos de ADN de cada uno de los genes Se encontraron 23 genes asociados con la ruta de estrés oxida- que constituían el material primario– para incluir las regiones con tivo mediante Panther Gene Ontology, de los cuales se obtuvo mayor expresión de polimorfismos (que incluyeran una región información sobre el número de exones, isoformas del gen, SNP’s codificante). Dichas regiones fueron medidas con el programa patogénicos, tipos de repeticiones, tipos y cantidad de tejidos don- Bioinfo1.2.python para poder obtener un fragmento amplio de de se expresan cada uno de los genes, las coordenadas y número cada gen que permitiera abarcar la información requerida para de cromosoma para cada gen, tamaño del gen y número de pares llevar a cabo la elaboración de un script adecuado y establecer de bases, presencia de dominios conservados y una descripción las variaciones presentes en cada uno. De esta forma, no solo se corta de cada dominio. tuvo en cuenta la estructura genética de una sección altamente polifórmica de cada gen, sino que también se incluyeron regio- Genes con variantes que afectan la ruta nes que presentaran SNP’s y variaciones de tipo SINE (Subtipo ALU) que se encontraban dentro de dichos fragmentos; todo ello Se encontró que, de los 21 genes identificados de la ruta de con el fin de obtener polimorfismos patológicos que permitieran estrés oxidativo, 13 genes tienen reporte de variantes missense identificar las alteraciones de la ruta. De aquí se pudo extraer el y/o nonsense que afectan la ruta, entre ellos se encuentran GPX, cromosoma donde se ubica cada gen y su coordenada genética Bcl-2, Myc, STAT1, ATF2, eEF2K, MEF2A, AFF4, DUSP10, acompañada de la secuencia extraída en forma de archivo. Elk-1, MKNK1, MAP2K4 Y MAP3K5. La existencia de genes que afecten el estrés oxidativo evidencia la presencia de variantes Posteriormente, se utilizó el programa BLAST (del ingles, Basic capaces de alterar el proceso de respuesta de la ruta, llevando a una Local Alignment Search Tool) de la Biblioteca Nacional de los dificultad en la eliminación de metabolitos tóxicos por oxidación Estados Unidos –el cual se constituye en una herramienta que y un posible aumento de radicales libres de oxígeno21.

De los 13 genes que presentan variantes que afectan la ruta, solo uno (ASK1-MAP3K5) presenta una sola variante nonsense, mientras que los 13 genes presentan variantes missense y/o missense compuestas (Figuras 1 y 2).

Cromosomas implicados en la ruta

Se decidió identificar los cromosomas en los que se encuentran contenidos los genes asociados a la ruta del estrés oxidativo y el número de genes en cada uno (Figura 3). Se encontró que en el cromosoma 1 se encuentran los genes DUSP10, C-Jun, MKNK1 y MAP2K4; en el cromosoma 2 los genes Stat1 y ATF2; en el cromosoma 3 el gen GPX; en el cromosoma 5 el gen AFF4; en el cromosoma 6 el gen MAP3K5; en el cromosoma 7 el gen CYSC; en el cromosoma 8 el gen Myc; en el cromosoma 9 el gen TRX; Figura 1. De los 21 genes, dos presentaron variantes de tipo mis- en el cromosoma 14 los genes JKAMP y Max; en el cromosoma sense, Myc posee dos variantes y ASK-1-MAP3K5 una variante 15 el gen MEF2A; en el cromosoma 16 el gen eEF2K; en el de tipo missense. cromosoma 18 el gen Bcl-2; en el cromosoma 21 el gen Sod1 y en el cromosoma X en gen Elk-1. Esta distribución indica que en los cromosomas 1, 2 y 14 se encuentran los principales genes asociados a la expresión de la ruta de estrés oxidativo, siendo los DISCUSIÓN de mayor relevancia al momento de detectar tempranamente las variantes que alteran la expresión normal de dicha ruta. Se entiende por variante o mutación a aquellos cambios que alteran la secuencia de los nucleótidos del ADN. Existen dife- Principales tipos de variaciones y su ubicación rentes tipos de mutaciones, unas más patógenas que otras, como lo son las variantes missense y nonsense, lo que es de relevancia Durante la evaluación de los resultados obtenidos, se buscó es- para el caso de los genes analizados. En este estudio, de los 21 clarecer cuáles eran los principales tipos de variaciones debido a genes correspondientes a la ruta de estrés oxidativo analizados, la importancia que tienen para establecer cuál de las variaciones 13 contienen variables tipo missense y/o nonsense, lo que los tendrá mayor impacto en el gen que las expresa y así mismo en hacemás patógenos. Entre ellos podemos resaltar las variantes la ruta metabólica22. De esta forma, se encontró que del total de tipo missense del gen MYC y nonsense del gen ASK1-MAP3K5, variaciones expresadas por los 21 genes, el 70,8% corresponden este último relacionado principalmente con desórdenes como a variaciones en intrones puramente, lo cual explica que son va- síndrome coronario agudo, VIH e hígado graso25,26. riaciones altamente expresables (Figura 4). También es de resaltar que el 20,5% de estas variaciones son de origen desconocido, por Por otro lado, dentro de la alta tasa de variaciones del gen Myc, se tanto, no se pudo determinar el tipo de variación en relación al gen destaca la presencia de dos variaciones tipo missense simples que que la expresa, lo cual puede significar una dificultad en cuanto a se asocian a alta patogenicidad, por lo cual se puede aislar el gen saber que tanta relevancia tiene este 20,5% sobre la expresión del Myc como uno de los principales genes asociados a la alteración gen. De igual forma se encontró que 21 genes están directamente de la expresión del estrés oxidativo y sus diversas patologías implicados en la ruta de estrés oxidativo debido a las diferentes asociadas, tales como linfoma de Burkitt, linfoma de células B variaciones, ya sean en cantidad o por el impacto –severidad– que asociado a variaciones en Myc, leucemia linfoblástica de células presentan23,24. T, linfoma y meduloblastoma infantil; todas ellas relacionadas a la expresión inadecuada de células hematopoyéticas por alteraciones Durante el análisis de los datos se pudo concluir que tres genes en de la regulación de la ruta de estrés oxidativo27. particular (Myc, Bcl-2 y ASK1-MAP3K5) tenían una alta cantidad de variaciones inespecíficas, lo cual se puede traducir como La relación entre el estrés oxidativo como proceso oncogénico genes con un rol particularmente importante sobre el comporta- y el gen Myc, se debe a que los radicales libres producidos por miento de esta ruta metabólica, en cuanto que pueden afectar su sustancias exógenas clasificadas como cancerígenas (tabaco, funcionalidad de manera relevante (Figura 5). De estos tres genes alquitrán, asbesto, etc.) causan una degeneración de los factores mencionados sobresale Myc al poseer cerca de 2900 variaciones endógenos que protegen las células frente a diversas alteraciones de diferentes tipos, lo cual sugiere un papel fundamental con la durante la mitosis28. Por otro lado, también algunos radicales libres ruta de estrés oxidativo. como los óxidos radicales de nitrógeno, al unirse con proteínas,

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Figura 2. Se muestran los genes que presentan variantes missense combinadas, de los cuales se pueden resaltar los genes MKP5, DUSP10 y ASK1-MAP3K5 que tienen 9 variantes tipo intron, ncRNA.

pueden conformar potentes carcinógenos como las nitrosamidas. Además, los radicales libres están implicados en la proliferación de músculo liso, lo cual se traduce en angiogénesis mediada por el proceso neoplásico. Lo anterior es relevante porque permite ilustrar cómo el desbalance de la ruta de estrés oxidativo puede causar sobreexpresión de radicales libres asociados a la oncogé- nesis29, de tal forma que la expresión de los genes con variantes de tipo missense o nonsense (Myc y ASK1-MAP3K5) resulta ser los principales genes causantes del desbalance expuesto, asociada con la sobreexpresión de radicales libres o con la posible suscep- tibilidad de desarrollar neoplasias30.

Así mismo, se ha evaluado el papel del estrés oxidativo en las enfermedades crónicas no transmisibles, de las cuales la enfermedad cardiovascular, especialmente la propia del corazón, tiene una Figura 3. Se observan los cromosomas que presentan genes asociados a la ruta de estrés oxidativo, se encuentra que el alta incidencia. Se ha encontrado que en la cardiopatia isquémica, cromosoma 1 presenta cuatro genes asociados, el cromosoma infarto agudo de miocardio y fenomeno isquema-reperfusion, los 2 presenta 2 genes asociados y el cromosoma 14 presenta 2 radicales libres de oxigeno juegan un rol importante. En el mio- genes asociados, se observa además que los cromosomas 4, cardio isquémico, se generan radicales libres de oxígeno debido 10, 11, 12, 13, 17, 19, 20, 22 no presentan genes asociados a la a la oxidación de una enzima encargada de depurar las xantinas, ruta del estrés oxidativo. lo que genera una secuencia de eventos que favorecen la produc- cion de derivados tóxicos que contribuyen a la lesion endotelial y miocardica. También se ha encontrado que en pacientes con hipertension arterial, ocurren cambios en algunos indicadores una disminución de la actividad de mecanismos antioxidantes y bioquímicos asociados al estrés oxidativo, los cuales sugieren aumento de daño celular. De hecho, se ha encontrado evidencia

que el estrés oxidativo contribuye a la disfuncion endotelial y formacion de placa aterosclerotica, incluso en pacientes que aun no desarrollan la enfermedad pero que cuentan con factores de riesgo para enfermedad cardiovascular como la obesidad y el tabaquismo. En ellos, se ha encontrado un desequilibrio entre radicales libres de oxigeno y antioxidantes, por lo que el papel del estrés oxidativo en la enfermedad cardiovascular es precoz.

Al comparar los genes Myc y ASK1-MAP3K5 para determinar la asociación entre la aparición de variantes patogénicas (nonsense o missense) y la presencia de enfermedades, se puede Figura 4. Se observa como un 70,8% del total de variaciones se determinar la vulnerabilidad de estos genes en la ruta del estrés ubica en los intrones de los genes y un 20,5% corresponden a oxidativo. De esta forma, se encontró que el gen Myc presenta ubicaciones desconocidas. Los intrones son regiones del ADN asociación con 482 patologías, siendo este vulnerable en la ruta no codificantes, pueden afectar la expresión. por su alta relación entre patologías y variaciones, frente al gen ASK1-MAP3K5 que presentó 11 patologías asociadas (Tabla 1). Es importante reconocer, que de la misma manera como las alteraciones en ciertos genes ayudan al desarrollo del estrés oxidativo, este proceso igualmente genera inestabilidad genética, estableciendo así un circulo vicioso relacionado con acortamiento de telomeros y daño en ADN.

Teniendo en cuenta todo lo anterior –y al existir evidencia que la terapia antioxidante y la dieta rica en antioxidantes disminuyen el deterioro de la función celular y orgánica que se origina a partir del estrés oxidativo– valdría la pena continuar estudiando la ruta del estrés oxidativo y todos los mecanismos involucrados en su desarrollo, con el fin de, primero, tomarlo como una condición que definitivamente contribuye al desarrollo de patologias hoy prevalentes y de alta incidencia, y segundo, como un objetivo te- rapéutico con el fin de prevenir o al menos disminuir la incidencia y desarrollo de las mismas. Figura 5. Se observan los genes implicados en la ruta y la cantidad CONCLUSIONES de variantes por gen, siendo destacable como el gen Myc tiene cerca de 2895 variaciones, el gen Bcl-2 tiene 872 variaciones y ASK1-MAP3K5 tiene 946 variaciones siendo los genes con En este estudio fueron analizados los genes de la ruta del estrés mayor cantidad de variaciones mientras que el gen GPX tiene oxidativo con el fin de aportar a la compresión de las sensibi- 7 variaciones C-jun 9 variaciones siendo los genes con menor lidades genómicas que puedan estar asociadas a enfermedades cantidad de variaciones. específicas que se vean directamente relacionadas con esta ruta.

La ruta del estrés oxidativo es muy susceptible de sufrir cambios por la cantidad de variantes en los genes involucrados en dicha especial atención a este fenómeno e incluirlo como un diagnóstico vía, los cuales repercutirán en la expresión de enfermedades y target terapéutico cuando se presentan enfermedades como importantes que afectan al ser humano. resultado de la alteración de la ruta del estrés oxidativo, como es el caso del cáncer y de las enfermedades cardiovasculares. Sin Se encontró que la relación entre los genes estudiados y la ruta embargo, al no considerarse la importancia que requiere, la formu- de estrés oxidativo tiene importancia debido a que las variantes lación de terapia antioxidante pasa a un segundo plano, teniendo patogénicas identificadas en algunos de los genes analizados se en cuenta que esta terapia es considerada en muchos casos como encuentran asociadas a la alteración de la ruta de estrés oxidativo, un suplemento nutricional y no como una terapéutica fundamental y por ende a la aparición del desequilibrio de esta y la manifesta- en el desarrollo y evolucion de la enfermedad. ción de procesos neoplásicos o patologías por la sobre-oxidación presente en los tejidos. De tal forma que es importante prestar No está de más recordar que la investigación genética ha logrado

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grandes avances en cuanto a la comprensión de la fisiopatología Tabla 1. Comparación entre los genes con mayor número de las enfermedades y con ello, el desarrollo de nuevas formas de variantes patogénicas relacionadas con la ruta del estrés terapéuticas para distintas enfermedades. Entonces ¿por qué no oxidativo pensar en el desarrollo de una terapia que module la ruta del Gen Myc ASK1-MAP3K5 estrés oxidativo? Para llegar al desarrollo de esta, este tipo de Número de estudios deben ampliar los conocimientos sobre la ruta del estrés enfermedades 482 11 oxidativo y todos los mecanismos implicados en su desarrollo. asociadas Adicionalmente, se deben diseñar estudios clínicos sobre la terapia Linfoma de células con productos antioxidantes, no obstante la crítica al hecho de B de alto grado Enfermedad más que las mediciones con biomarcadores para identificar la carga con reordenamien- Isquemia relevante de estrés oxidativo no son especificas dada la suceptibilidad de to de Myc y / o ser alterados por multiples factores tanto del paciente como del Bcl2 y / o Bcl6* procesamiento, como lo son el tiempo y la temperatura. *Se encontró que Myc se encuentra asociada a 482 enfermedades y ASK-MAP3K5 a 11 enfermedades, demostrando Este estudio podra, eventualmente, ser útil para que los clínicos así que el gen Myc es más vulnerable para 482 patologías tengan una referencia más tangible y precisa de cuál es la carga siendo la más frecuente y con mayor importancia el linfoma genética de la enfermedad (mutaciones en genes específicos) que de células B de alto grado con reordenamiento de Myc y/o tiene determinado paciente, para de esta forma crear un plan de Bcl2 y/o Bcl6. tratamiento integral.

AGRADECIMIENTOS biomedicina y estrés oxidativo. Revista Cubana de Medicina Los autores agradecen al profesor Henry Fabián Tobar Tossé, Militar. 2018; 30:56-68. quien a través de la asignatura “Bioinformática y genómica” de 9. Valko M, Rhodes CJ, Moncola J, Izakovica M, Mazura M. Free la Pontificia Universidad Javeriana Cali, nos brindó su guía y radicals, metals and antioxidants in oxidative stress-induced cancer. orientación para realizar todo el proceso de recolección de datos, Chemico-Biological Interactions. 2018; 160:1-40. DOI: 10.1016/j. procesamiento de la información y obtención de los resultados cbi.2005.12.009 presentados en este estudio. 10. Kasapoglu M, Özben T. Alterations of antioxidant enzymes and oxidative stress markers in aging. Experimental Gerontology. 2018; REFERENCIAS 36:209-20. 11. Da Costa L, Badawi A, El-Sohemy A. Nutrigenética y modulación 1. Betteridge J. What is oxidative stress? Metabolism. 2000; 49:3-8. del estrés oxidativo. Ann Nutr Metab. 2012; 60(suppl 3):27-36. DOI: 10.1016/S0026-0495(00)80077-3 DOI: 10.1159/000337311 2. Small DM, Gobe GC. Oxidative stress and antioxidant therapy in 12. Thomas P, Campbel M, Kejariwal A, Mi H, Karlak B, Daverman, chronic kidney and cardiovascular disease. InTech Open: London; R et al. PANTHER: a library of protein families and subfamilies in- 2013. DOI: 10.5772/51923 dexed by function. Genome Res. 2003;13:2129-41. DOI: 10.1101/ 3. Venereo JR. Daño oxidativo, radicales libres y antioxi-dantes. gr.772403 Revista Cubana de Medicina Militar. 2002; 31:126-33. 13. OMIM - Online Mendelian Inheritance in Man. About us. 4. Corrales LC, Muñoz MM. Estrés oxidativo: Origen, evolución y Recuperado de: https://www.omim.org/about consecuencias de la toxicidad del oxígeno. Nova - Publicación 14. GeneCards. The Human Gene Database. Recuperado de: https:// Científica en Ciencias Biomédicas. 2012; 10:135-250. DOI: www.genecards.org/ 10.22490/24629448.1010. 15. Valko M, Rhodes CJ, Moncola J, Izakovica M, Mazura M. Free 5. Elejalde JI. Estrés oxidativo, enfermedades y tratamientos radicals, metals and antioxidants in oxidative stress-induced cancer. antioxidantes. Anales de Medicina Interna. 2001; 8:326-35. Chemico-Biological Interactions. 2018; 160:1-40. DOI: 10.1016/j. 6. Uttara B. Oxidative stress and neurodegenerative diseases: a cbi.2005.12.009 review of upstream and down-stream antioxidant therapeutic 16. Kasapoglu M, Özben T. Alterations of antioxidant enzymes and options. Current Neuropharmacology. 2009; 7: 65-74. DOI: oxidative stress markers in aging. Experimental Gerontology. 2018; 10.2174/157015909787602823. 36:209-20. DOI: 10.1016/S0531-5565(00)00198-4 7. Roselló E. Influencia de las variantes genéticas y genómicas 17. Padurariu M, Ciobica A, Hritcu L, Stoica B, Bild W, Stefanescu C. mitocondriales y del estrés oxidativo en la homeostasis del calcio. Changes of some oxidative stress markers in the serum of patients Universitat Autónoma de Barcelona. 2017; 1-225. with mild cognitive impairment and Alzheimer’s disease. Neurosci 8. Rodríguez JM, Menéndez JR, Trujillo Y. Radicales libres en la Lett. 2010; 469(1):6-10. DOI: 10.1016/j.neulet.2009.11.033

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30 Salutem Scientia Spiritus