Blount, B. C., Mack, M. M., Wehr, C. M., MacGregor, J. T., Hiatt, R. A., Wang, G., … & Ames, B. N. (1997). Folate deficiency causes uracil misincorporation into human DNA and chromosome breakage: implications for cancer and neuronal damage. Proceedings of the National Academy of Sciences, 94(7), 3290-3295.
La deficiencia de folato causa la incorporación masiva de uracilo en el ADN humano (4 millones por célula) y se rompe el cromosoma. El mecanismo probable es la metilación deficiente de dUMP a dTMP y la posterior incorporación de uracilo en el ADN por la ADN polimerasa. Durante la reparación del uracilo en el ADN, se forman cortes transitorios; dos mellas opuestas podrían conducir a rupturas cromosómicas. Tanto los altos niveles de uracilo de ADN como la elevada frecuencia de micronúcleos (una medida de ruptura cromosómica) se invierten con la administración de folato.
Una proporción significativa de la población de EE. UU. tiene niveles bajos de folato, en el rango asociado con la incorporación incorrecta de uracilo y las rupturas cromosómicas. Dichos baremos podrían contribuir al aumento del riesgo de cáncer y defectos cognitivos asociados con la deficiencia de folato en humanos. La deficiencia de folato (folato eritrocitario <140 ng / ml o folato plasmático <3 ng / ml) es una de las deficiencias vitamínicas más comunes, que se presenta en aproximadamente el 10% de la población estadounidense y, según dos estudios pequeños, en casi la mitad de los ancianos de bajos ingresos (principalmente afroamericanos) y adolescentes.
Más de la mitad de las mujeres jóvenes de bajos ingresos tienen ingestas de folato por debajo del nivel actual recomendado de Asignación Diaria. La deficiencia de folato se asocia con un mayor riesgo de cáncer de colon, esofágico y cervical, aunque estos estudios epidemiológicos no son definitivos. La suplementación con ácido fólico reduce la incidencia de algunas lesiones precancerosas. Las dietas ricas en frutas y verduras, que son fuentes ricas en folato y otros micronutrientes antimutagénicos, son muy protectoras contra la mayoría de los tipos de cáncer. El cuarto de la población con la ingesta más baja de frutas y verduras tiene el doble de riesgo de desarrollar la mayoría de los tipos de cáncer en comparación con la ingesta más alta. La deficiencia de folato en humanos induce daño extenso de los cromosomas, expresión de sitio frágil, formación de micronúcleos y aumento de los niveles de uracilo en el ADN de la médula ósea. El folato es necesario para transferir una unidad de carbono en la síntesis de novo de nucleótidos. Niveles citosólicos bajos de N 5, N 10 -methylenetetrahydrofolate (el cofactor folato para la timidilato sintasa) disminuye la síntesis de timidilato (dTMP), el aumento de la dUMP celular relación / dTMP y ADN polimerasa mediada por incorporación errónea dUTP en el ADN.
El uracilo se elimina del ADN mediante la uracilo-ADN glicosilasa y la endonucleasa apirimidínica, generando roturas transitorias de una sola cadena (mellas) que podrían dar como resultado una rotura de doble cadena menos reparable y más peligrosa si se forman dos hendiduras opuestas. Las roturas de doble cadena inducidas por reparación de uracilo son la causa probable de deleciones y duplicaciones genéticas en Escherichia coli mutante de dUTPasa. Los nicks (discontinuidad en una molécula de ADN bicatenario en la que no existe un enlace fosfodiéster entre los nucleótidos adyacentes de una cadena, típicamente a través de daño o acción enzimática) también se crean mediante la reparación con glicosilasa de las lesiones generadas por oxidantes, los principales mutágenos endógenos, por lo que se esperan interacciones entre las deficiencias de los antioxidantes y el folato.
Se ha formulado la hipótesis de que la incorporación y eliminación de uracilo provoca roturas cromosómicas en las células tumorales tratadas con antifolato. Sin embargo, el papel de la incorporación errónea de uracilo en el ADN in vivo no está claro; los niveles previamente reportados de uracilo en el ADN varían desde artificialmente altos a niveles no detectados.
Hemos desarrollado una técnica novedosa que emplea espectrometría de masa de ionización química GC / negativa que permite determinar con precisión los niveles de uracilo en el ADN; el método minimiza el objeto al reducir la deaminación de citosina y la hidrólisis de ARN a niveles indetectables.
Tras una comunicación preliminar, ahora informamos un estudio detallado sobre el papel de la incorporación errónea de uracilo en el daño del ADN inducido por la deficiencia de folato.