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Aductoma

En su forma más simple, el aductoma es la totalidad de aductos químicos que están presentes en macromoléculas celulares particulares como ADN y ARN o proteínas que se encuentran dentro del organismo. [1] Estos aductos pueden alterar perjudicialmente las propiedades químicas de estas macromoléculas y, por lo tanto, también se los conoce como daño. Los aductos pueden surgir como consecuencia de la reacción química entre un "agente fisicoquímico determinado al que está expuesto un organismo a lo largo de su vida" (a veces denominado exposoma ). Estos agentes fisicoquímicos pueden ser de origen exógeno e incluyen radiación ionizante y no ionizante, la dieta, factores de estilo de vida, contaminación y xenobióticos . Pueden dañar las macromoléculas directamente o indirectamente; por ejemplo, algunas sustancias xenobióticas requieren el metabolismo del xenobiótico para producir un metabolito químicamente reactivo que luego puede formar un enlace covalente con la macromolécula endógena. Los agentes que dañan las macromoléculas también pueden surgir de fuentes endógenas, como las especies reactivas de oxígeno que son un producto secundario de la respiración normal, lo que lleva a la formación de ADN dañado por oxidación [2], etc., u otras especies reactivas, por ejemplo, nitrógeno reactivo, azufre, carbono, selenio y especies halógenas. [3]

El término "aductoma" apareció por primera vez en un artículo de revista en 2005. [4] Aunque originalmente el término estaba relacionado con los aductos de ADN, el enfoque aductomómico ha sido adoptado ahora por los químicos de proteínas en sus intentos de identificar aductos de proteínas. Más recientemente, el grupo de Kanaly lo ha ampliado para incluir aductos de ARN. [5] Más recientemente, se ha informado sobre la aductomómica de ácidos nucleicos, que tiene el potencial de estudiar una variedad de aductos de ADN y ARN. [6]

ADN y ARN

Los aductos de ADN surgen de compuestos que se unen al ADN , que modifican covalentemente el ADN, lo que provoca daños. Este daño puede provocar mutaciones . Estas mutaciones pueden provocar una variedad de efectos adversos para la salud, incluidos cáncer y defectos de nacimiento en organismos multicelulares . La ciencia de la aductomía busca identificar y medir todos los aductos de ADN, ARN o proteínas, identificar sus orígenes y determinar su papel en la salud y la enfermedad.

La aductomía celular de ADN y/o ARN se realiza después de que el ácido nucleico diana se haya extraído de las células [7] (por ejemplo, de células cultivadas o tejidos). La aductomía urinaria de ADN evalúa de manera no invasiva los aductos de ADN que están presentes en la orina [8] , después de su reparación del ADN . [9]

Ácido nucleico

La aductomica de ácidos nucleicos (NA) reúne la aductomica de ADN, ARN y, en cierta medida, la aductomica de proteínas para proporcionar una visión más completa de la carga de aductos en estas moléculas. La aductomica de NA se basa en ensayos previos de aductomica de ADN y reticulomica de ADN [10] (que tiene como objetivo analizar la totalidad de los enlaces cruzados ADN-ADN [11] ) [12] y abarca el análisis de (2'-desoxi)ribonucleósidos modificados (2'-dN/rN), nucleobases modificadas (nB), más: enlaces cruzados ADN-ADN, ARN-ARN, ADN-ARN, ADN-proteína y ARN-proteína. [6] Curiosamente, muchos de estos tipos de aductos se observan en la orina de humanos sanos, utilizando la aductomica de NA urinaria . [6] La presencia de enlaces cruzados de ADN-ARN en la orina fue confirmada por un estudio reciente que demostró la presencia de enlaces cruzados de ADN-ARN celulares, que surgen de la exposición al formaldehído . [13]

Referencias

  1. ^ Rappaport SM, Li H, Grigoryan H, Funk WE, Williams ER (agosto de 2012). "Aductomics: characterizing exhibitions to reactive electrophiles" (Aductomática: caracterización de la exposición a electrófilos reactivos). Toxicology Letters . 213 (1): 83–90. doi :10.1016/j.toxlet.2011.04.002. PMC  4758449 . PMID  21501670. Definimos un 'aductoma' como la totalidad de dichos aductos con un objetivo nucleofílico determinado.
  2. ^ Cooke MS, Evans MD, Dizdaroglu M, Lunec J (julio de 2003). "Daño oxidativo del ADN: mecanismos, mutación y enfermedad". FASEB Journal . 17 (10): 1195–1214. doi : 10.1096/fj.02-0752rev . PMID  12832285. S2CID  1132537.
  3. ^ Sies H, Belousov VV, Chandel NS, Davies MJ, Jones DP, Mann GE, et al. (julio de 2022). "Definición de los roles de especies reactivas de oxígeno (ROS) específicas en la biología y fisiología celular". Nature Reviews. Biología celular molecular . 23 (7): 499–515. doi :10.1038/s41580-022-00456-z. PMID  35190722. S2CID  247024086.
  4. ^ Tomonari M, Kanaly RA, Tomoyuki H, Haruhiko S, Hirokazu T, Sabre M (2005). "Estrategia de aductoma de ADN para la detección de múltiples aductos de ADN". Nippon Kankyo Hen'igen Gakkai Taikai Puroguramu [ Programa de la Reunión Anual de la Sociedad Japonesa de Mutagénesis ]. 34 . Yoshishu: 77.
  5. ^ Takeshita T, Kanaly RA (2019). "Aductomics in vitro de ADN/ARN para confirmar el daño al ADN causado por benzo[a]pireno en la línea celular Hep G2". Frontiers in Chemistry . 7 : 491. Bibcode :2019FrCh....7..491T. doi : 10.3389/fchem.2019.00491 . PMC 6629907 . PMID  31338364. 
  6. ^ abc Cooke MS, Chang YJ, Chen YR, Hu CW, Chao MR (enero de 2023). "Aductomics de ácidos nucleicos: la próxima generación de aductomics para evaluar los riesgos ambientales para la salud". La ciencia del medio ambiente total . 856 (Pt 2): 159192. Bibcode :2023ScTEn.856o9192C. doi :10.1016/j.scitotenv.2022.159192. PMID  36195140. S2CID  263480149.
  7. ^ Balbo S, Turesky RJ, Villalta PW (marzo de 2014). "Aductomics de ADN". Chemical Research in Toxicology . 27 (3): 356–366. doi :10.1021/tx4004352. PMC 3997222 . PMID  24437709. 
  8. ^ Cooke MS, Hu CW, Chang YJ, Chao MR (diciembre de 2018). "Aductomía del ADN urinario: un nuevo enfoque para la exposómica". Environment International . 121 (Pt 2): 1033–1038. Bibcode :2018EnInt.121.1033C. doi :10.1016/j.envint.2018.10.041. PMC 6279464 . PMID  30392940. 
  9. ^ Evans MD, Saparbaev M, Cooke MS (septiembre de 2010). "Reparación del ADN y los orígenes de los 2'-desoxirribonucleósidos oxidados urinarios". Mutagénesis . 25 (5): 433–442. doi : 10.1093/mutage/geq031 . PMID  20522520.
  10. ^ Hu CW, Chang YJ, Cooke MS, Chao MR (diciembre de 2019). "Entrecruzamiento de ADN: una herramienta para la evaluación integral de los enlaces cruzados entre cadenas mediante espectrometría de masas de alta resolución". Química analítica . 91 (23): 15193–15203. doi :10.1021/acs.analchem.9b04068. PMC 6891145 . PMID  31670503. 
  11. ^ Noll DM, Mason TM, Miller PS (febrero de 2006). "Formación y reparación de enlaces cruzados entre cadenas del ADN". Chemical Reviews . 106 (2): 277–301. doi :10.1021/cr040478b. PMC 2505341 . PMID  16464006. 
  12. ^ Stornetta A, Villalta PW, Hecht SS, Sturla SJ, Balbo S (diciembre de 2015). "Detección de mono y aductos reticulados de alquilación de ADN con un enfoque aductómico LC-MS(3) integral". Química analítica . 87 (23): 11706–11713. doi :10.1021/acs.analchem.5b02759. PMC 5126974 . PMID  26509677. 
  13. ^ Dator RP, Murray KJ, Luedtke MW, Jacobs FC, Kassie F, Nguyen HD, et al. (noviembre de 2022). "Identificación de enlaces cruzados de ADN-ARN inducidos por formaldehído en el modelo de tumorigénesis pulmonar del ratón A/J". Chemical Research in Toxicology . 35 (11): 2025–2036. doi :10.1021/acs.chemrestox.2c00206. PMC 10336729 . PMID  36356054.