Uno de los más fascinantes hallazgos de los últimos años en relación con los mecanismos de regulación de la expresión génica es la interferencia selectiva que pueden ejercer ciertas moléculas de RNA. Y no es sólo un hallazgo fascinante, sino que sus implicaciones tanto en investigación básica como aplicada son tan profundas que, en unos pocos años, se ha situado en la vanguardia de la investigación biológica. De hecho, la influyente revista Science situó los estudios de interferencia por RNA en la posición número 1 de los «Breakthrough of the Year 2002», lo que viene a significar que fue el tema de investigación (entre todas las áreas de las ciencias) más «impactante» de dicho año.

El conocimiento de que existen mecanismos que pueden interferir en la expresión génica no es algo nuevo. En concreto, hay que remontarse a los años setenta, cuando se identificó la denominada respuesta de interferón. Entre las respuestas inmediatas que puede generar la infección vírica, se encuentra la liberación de diversas citoquinas por las células afectadas. Entre estos productos se encuentran los interferones, que pueden dar lugar a una respuesta de bloqueo generalizado de la expresión génica. Obviamente, la respuesta al interferón funciona como un mecanismo de seguridad. Sin embargo, la interferencia por RNA es un mecanismo de control mucho más sutil que permite el bloqueo selectivo de la expresión de genes específicos.

Los antecedentes se remontan a 1990, año en el que, con un mes de diferencia, aparecieron dos artículos en la revista Plant Cell que mostraban que, en petunias con flor púrpura, la inserción de copias adicionales del gen de su pigmento nativo no sólo no intensificaban la coloración de las flores sino que dieron lugar a plantas con flores variegadas, con manchas blancas (Napoli et al., Plant Cell 2: 279-289, 1990; Koes et al., Plant Cell 2: 379-392, 1990). Los autores de estos trabajos concluyeron que las copias extras habrían despertado la censura de los genes del pigmento púrpura tanto nativo como inserto. A esta censura doble se le denomina cosupresión.

El experimento decisivo fue realizado en colaboración por los grupos de los Dres. Andrew Fire y Craig Mello y publicado en 1998 (Fire et al., Nature 391: 806-811, 1998). En este trabajo, los autores inyectaron RNA monocatenario o bicatenario de un gen implicado en la función muscular (unc-22). Las copias de RNA monocatenario sentido o antisentido apenas produjeron efectos en los gusanos. Por contra, el RNA bicatenario sorprendentemente inhibía específicamente la expresión del gen unc-22 dando lugar a gusanos con serios problemas de espasmos musculares. Esta inhibición fue denominada interferencia por RNA (RNAi) y se identificó posteriormente en otros organismos.

Tanto en animales como en plantas, la interferencia por RNA se caracteriza por la presencia de fragmentos de RNA de unos 22 nucleótidos que son homólogos al gen cuya expresión es suprimida. Estas secuencias de unos 22 nucleótidos se denominan RNA interferentes pequeños (siRNA) y sirven como secuencias guía que «instruyen» a un complejo supramolecular con actividad nucleasa para destruir moléculas de mRNA específicas. A este complejo supramolecular se le ha denominado RISC (complejo silenciador inducido por RNA). Si en RISC se produce un adecuado emparejamiento por complementariedad entre un mRNA y un siRNA específico para él, la actividad nucleasa de RISC corta en dos (de aquí que se hable de actividad slicer, es decir, «rebanadora») la cadena de mRNA, haciéndola afuncional. En enero de 2001, se publicó un artículo que describía la identificación de una nucleasa perteneciente a la familia de RNasas III como responsable de la generación de los siRNA mediante el «troceado» de moleculas de RNA bicatenarias largas (Bernstein et al., Nature 409: 363-366, 2001). Por tal motivo, a dicha nucleasa se le ha denominado dicer («tajadora»).

Los siRNA proceden de los mismos tipos de genes o regiones genómicas que terminan por quedar silenciados. Sin embargo, se ha identificado microRNAs (miRNA) que proceden de genes cuya unica misión es producir estos RNA reguladores. De hecho, en el genoma humano se han identificado 255 genes que codifican miRNA, lo que representa casi un 1% del genoma completo. Por otra parte, se ha comprobado que la RNAi puede ejercerse sobre el propio genoma nuclear, regulando el grado de empaquetamiento de regiones específicas de la cromatina, impidiendo así su transcripción.

Los mecanismos de interferencia por RNA dotan a los organismos que lo poseen de una poderosa herramienta de protección frente a la inestabilidad en sus genomas que podrían provocar los transposones o las secuencias génicas foráneas incorporadas por infección vírica. Por otra parte, parece evidente que dicho mecanismo esté destinado a jugar un papel clave en el desarrollo y en procesos patológicos.

Metodológicamente, la RNAi proporciona una herramienta excepcional para analizar sistemática y rápidamente la función de miles de genes, bloqueando específicamente la expresión de cada uno de ellos y estudiando los efectos que dichos silenciamientos específicos provocan. Se trata de una herramienta metodológica potencialmente tan poderosa que en menos de dos años las principales compañías suministradoras de productos y reactivos para biología molecular la han incorporado a sus catálogos. Como lógica consecuencia, el número de artículos publicados que describen el silenciamiento de genes específicos utilizando métodos basados en la RNAi está aumentando exponencialmente.

Sin embargo, alguna «mancha» tenía que aparecer antes o después en esta bonita historia. Y así ha sido. En efecto, dos artículos publicados en 2003 alertan que la interferencia por RNA podría tener también efectos adversos activando genes de la ruta de respuesta al interferón (Sledz et al., Nature Cell Biol 5: 834-839, 2003; Bridge et al., Nature Genetics 34: 263-264, 2003). Estas observaciones justifican que terminemos con la advertencia que da título a este comentario: ¡Cuidado con las interferencias!