Introducción a la epigenómica y al análisis de todo el epigenoma

La epigenética es el estudio de los cambios heredables distintos de los codificados en la secuencia de ADN. La metilación de la citosina del ADN en los dinucleótidos CpG es el fenómeno epigenético más estudiado, aunque los cambios epigenéticos también abarcan mecanismos de metilación distintos del ADN, como las modificaciones covalentes de las histonas, las interacciones entre micro-ARN y los complejos de remodelación de la cromatina. Se ha observado que los cambios en la metilación, tanto globales como específicos de los genes, están asociados a enfermedades, sobre todo en el cáncer.Este capítulo comienza con una visión general de la epigenómica, y luego se centra en la comprensión y el análisis de los datos de metilación de la citosina en todo el genoma. Existen muchas técnicas basadas en microarrays para medir la metilación de citosinas en todo el genoma, así como técnicas de referencia basadas en la secuenciación del ADN convertido en bisulfito, que se utiliza para medir la metilación en un conjunto más pequeño y específico de loci. Hemos proporcionado una visión general de muchas de las tecnologías actuales: sus ventajas, limitaciones y mejoras recientes. Independientemente de la tecnología que se utilice, el objetivo es producir un conjunto de mediciones de metilación que sean altamente consistentes con los verdaderos niveles de metilación del correspondiente conjunto de dinucleótidos CpG.La identificación de todos los loci con metilación aberrante o hipometilación en la enfermedad, o en procesos naturales como el envejecimiento, requiere la comparación de los niveles de metilación en muchas muestras. En estos estudios, el desarrollo de herramientas de diagnóstico basadas en la metilación puede ser de interés, potencialmente para ser utilizadas como estrategias de detección temprana de enfermedades basadas en un conjunto de loci centinela. Además, la identificación de loci con eventos de metilación potencialmente reversibles puede dar lugar a nuevas opciones terapéuticas. Dado el gran número de sitios medibles, la priorización de los loci candidatos es una cuestión importante y compleja y se apoya en una base de pruebas estadísticas y de resumen adecuadas. Junto con las estimaciones estadísticas de importancia, el contexto genómico de cada locus medido puede ofrecer información importante sobre los mecanismos por los que los cambios epigenéticos impactan en la enfermedad y nos permite un mayor refinamiento de los loci candidatos. Concluiremos este capítulo identificando los problemas en la construcción de modelos basados en la metilación para la predicción y las direcciones potenciales de una mayor investigación estadística en epigenética.