Alteraciones epigenéticas en leucemia linfoblástica aguda / Epigenetic alterations in acute lymphoblastic leukemia

Resumen: La leucemia linfoblástica aguda (LLA) es el tipo de cáncer más frecuente en niños. Aunque se sabe que las alteraciones genéticas constituyen la base de la etiología de la LLA, se ha demostrado que no son suficientes para el desarrollo leucémico; son necesarias alteraciones adicionales, como las modificaciones epigenéticas. En la LLA se han identificado alteraciones de este tipo, como la metilación del DNA, la modificación de histonas y la regulación por RNAs no codificantes. La hipermetilación del DNA en regiones promotoras es una de las alteraciones epigenéticas más frecuentes en LLA: y conlleva al silenciamiento de genes que generalmente son supresores de tumor y, en consecuencia, contribuye a la leucemogénesis. También se han detectado alteraciones en proteínas remodeladoras de histonas, como la sobreexpresión de enzimas desacetilasas de histonas, así como alteraciones en enzimas acetil transferasas y metil transferasas. En la LLA también se altera la expresión de miRNAs, lo cual produce desregulación en la expresión de sus genes blanco. Estas modificaciones epigenéticas son eventos clave en la transformación maligna, e involucran la desregulación de oncogenes como BLK, WNT5B y WISP1 y de supresores de tumor como FHIT, CDKN2A, CDKN2B y TP73, lo que afecta diversos procesos celulares fundamentales que conllevan al desarrollo de LLA. Las alteraciones epigenéticas y genéticas contribuyen en conjunto al desarrollo y evolución de la LLA.

Abstract: Acute lymphoblastic leukemia (ALL) is the most common childhood cancer. It is well-known that genetic alterations constitute the basis for the etiology of ALL. However, genetic abnormalities are not enough for the complete development of the disease, and additional alterations such as epigenetic modifications are required. Such alterations, like DNA methylation, histone modifications, and noncoding RNA regulation have been identified in ALL. DNA hypermethylation in promoter regions is one of the most frequent epigenetic modifications observed in ALL. This modification frequently leads to gene silencing in tumor suppressor genes, and in consequence, contributes to leukemogenesis. Alterations in histone remodeling proteins have also been detected in ALL, such as the overexpression of histone deacetylases enzymes, and alteration of acetyltransferases and methyltransferases. ALL also shows alteration in the expression of miRNAs, and in consequence, the modification in the expression of their target genes. All of these epigenetic modifications are key events in the malignant transformation since they lead to the deregulation of oncogenes as BLK, WNT5B and WISP1, and tumor suppressors such as FHIT, CDKN2A, CDKN2B, and TP53, which alter fundamental cellular processes and potentially lead to the development of ALL. Both genetic and epigenetic alterations contribute to the development and evolution of ALL.

Metilación del ADN: un fenómeno epigenético de importancia médica / DNA methylation: an epigenetic process of medical importance

Methylation of CpG dinucleotides is an epigenetic mechanism involved in the regulation of gene expression in mammals. The patterns of CpG methylation are specie and tissue specific. The biological machinery of this system comprises a variety of regulatory proteins including DNA methyltransferases, putative demethylases, methyl-CpG binding proteins, histones modifying enzymes and chromatin remodeling complexes. DNA methylation maintains gene silencing and participates in normal development, genomic imprinting and X chromosome inactivation. In contrast, alterations in DNA methylation participate in the induction of some human diseases, especially those involving developmental defects and tumorigenesis. This review summarizes the molecular aspects of DNA methylation and its implications in cancer and other human diseases in which this epigenetic mechanism has been involved. Our understanding of the epigenetic changes that occur in human diseases will be very important for future management. Changes in the patterns of methylation can be used as markers in cancer and their potentially reversible state creates a target for therapeutic strategies involving specific gene re-activation or re-silencing.

La metilación del ADN en dinucleótidos CpG es uno de los mecanismos epigenéticos implicados en la regulación de la expresión génica en mamíferos. Los patrones de metilación son específicos para cada especie y tipo de tejido. La maquinaria implicada comprende diferentes proteínas reguladoras incluyendo a las ADN metiltransferasas, desmetilasas putativas, proteínas de unión a CpG metilados, enzimas modificadoras de histonas y complejos remodeladores de la cromatina. La metilación del ADN es de vital importancia para mantener el silenciamiento génico en el desarrollo normal, la impronta genómica y la inactivación del cromosoma X. En contraste, alteraciones en ella están implicadas en algunas enfermedades humanas, especialmente aquéllas relacionadas con defectos en el desarrollo y el proceso neoplásico. Esta revisión resume los aspectos moleculares de la metilación del ADN y su participación en el desarrollo normal, el cáncer y en algunas patologías humanas en las que los mecanismos epigenéticos han sido implicados. El conocimiento de las modificaciones epigenéticas que ocurren en las enfermedades humanas será importante para su manejo futuro. Los cambios en los patrones de metilación podrán ser empleados como marcadores en cáncer y el estado potencialmente reversible de este proceso constituye un blanco ideal para crear estrategias terapéuticas que impliquen la reactivación o el re-silenciamiento de genes específicos.