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Del laboratorio a la gran pantalla (I)

A poco más de un mes para la gran gala del cine, los premios Oscar, os presento algunas películas relacionadas con la genética. Hay gran variedad de largometrajes, sobre todo de ciencia ficción, por este motivo este es el primero de varios artículos sobre cine. En este artículo nos centraremos en algunas películas basadas en enfermedades genéticas.

WONDER (2017)

Dirección: Stephen Chbosky

Reparto: Julia Roberts, Jacob Tremblay, Owen Wilson

Género: Drama

Sinopsis: August Pullman es un niño nacido con malformaciones faciales que, hasta ahora, le han impedido ir a la escuela. Auggie se convierte en el más improbable de los héroes cuando entra en quinto grado del colegio local, con el apoyo de sus padres. La compasión y la aceptación de sus nuevos compañeros y del resto de la comunidad serán puestos a prueba, pero el extraordinario viaje de Auggie los unirá a todos y demostrará que no puedes camuflarte cuando has nacido para hacer algo grande.

Relación con la genética: El protagonista de esta película padece el síndrome de Treacher Collins, una malformación craneofacial congénita rara y que afecta a dos de cada 100.000 nacimientos. En gran parte de los casos, se debe a una mutación genética del cromosoma 5. Concretamente, en el gen TCOF1, implicado en el desarrollo de huesos y otros tejidos de la cara.

Vídeo 1. Tráiler Wonder (Fuente: YouTube)

LOS OJOS DE JULIA (2010)

Dirección: Guillem Morales

Reparto: Belén Rueda, Lluís Homar, Julia Gutiérrez Caba

Género: Terror

Sinopsis: Julia regresa a Bellevue con su marido para visitar a su hermana, que está casi ciega debido a una enfermedad degenerativa de la que intentó operarse sin éxito. Al llegar, descubren que se ha suicidado. Julia no sólo debe afrontar la pérdida de su hermana, sino también la pérdida de toda esperanza para detener su inminente ceguera, pues ella sufre la misma enfermedad y parece compartir su mismo destino.

Relación con la genética: Tanto Julia como su hermana padecen retinosis pigmentaria. Esta enfermedad provoca la pérdida progresiva de visión, afectando a la retina, que es la capa de tejido sensible a la luz en la parte posterior del ojo.

Los primeros síntomas acostumbran a ser la pérdida de visión nocturna y dificulta guiarse con poca luz. Más tarde, la enfermedad produce la aparición de puntos ciegos en la visión lateral. Con el paso del tiempo, estos puntos ciegos se van juntando produciendo una visión de túnel (Figura 1). Finalmente, esto desemboca en una ceguera.

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Figura 1. Comparación de visión normal (izquierda) y visión túnel de una persona que padece retinosis pigmentaria (derecha) (Fuente: EyeHealthWeb)

El patrón de herencia puede ser autosómico dominante, recesivo o ligado al cromosoma X. En el primer caso, con una sola copia del gen alterado en cada célula es suficiente para causar la enfermedad. La mayoría de las personas con retinosis pigmentaria autosómica dominante tienen un padre afectado y otros miembros de la familia con el trastorno.

Vídeo 2. Tráiler Los ojos de Julia (Fuente: YouTube)

LA DECISIÓN DE ANNE (2009)

Dirección: Nick Cassavetes

Reparto: Cameron Díaz, Abigail Breslin, Alec Baldwin

Género: Drama

Sinopsis: La vida de Sara y Brian Fitzgerald cambia radicalmente cuando a su hija Kate le diagnostican una leucemia. La única esperanza de salvación es recurrir a la ingeniería genética para tener otro hijo, Anne. Entre ella y Kate se establece una relación muy estrecha, sobre todo porque ambas tienen que someterse a diversos tratamientos médicos y compartir largas estancias en el hospital. Sin embargo, cuando Anne cumple once años contrata a un abogado para emanciparse médicamente.

Relación con la genética: Las leucemias son el primer tipo de cáncer en el que se describieron alteraciones genéticas, como las translocaciones, que son las más frecuentes (más del 50% de los casos). Además, éstas tienen valor pronóstico y diagnóstico elevado. Existen muchos tipos de leucemias, por lo tanto es un grupo diverso de cánceres hematológicos, que afectan células de la sangre y médula ósea. Es el tipo de cáncer más frecuente en niños; sin embargo afecta a más adultos que niños.

Una primera clasificación es en base al linaje: linfoide (células formadoras de sangre) o mieloide (células de la médula ósea). A la vez, estás (linfoides o mieloides) también se clasifican según la presentación clínica: aguda (síntomas en corto período de tiempo y síntomas graves) o crónica (el tiempo es más largo).

En adultos son más frecuentes la leucemia mieloide aguda (AML) y la leucemia linfocítica crónica (CLL), mientras que en niños es la leucemia linfoblástica aguda (ALL).

Vídeo 3. Tráiler La decisión de Anne (Fuente: YouTube)

EL ACEITE DE LA VIDA (1992)

Dirección: George Miller

Reparto: Nick Nolte, Susan Sarandon, Peter Ustinov

Género: Drama

Sinopsis: Lorenzo comienza a desarrollar a los tres años una grave enfermedad neurológica para la cual no existe ningún tratamiento conocido. En muy poco tiempo, el niño queda postrado en la cama: no puede andar, ni ver ni hablar. Sus padres, sin embargo, no se rinden y luchan sin tregua hasta agotar todos los recursos a su alcance. A pesar de que ninguno de los dos es médico, empiezan a estudiar genética, biología, neurología… y buscan ayuda en todos los frentes médicos posibles.

Relación con la genética: Lorenzo padece adrenoleucodistrofia (ADL) o también conocida como la enfermedad de Schilder. Es una enfermedad que afecta principalmente a niños varones, ya que tiene un patrón de herencia ligado al cromosoma X. Es en este cromosoma dónde se localiza el gen ABCD1, involucrado en el transporte de los ácidos grasos de cadena muy larga en los peroxisomas (orgánulos que participan en el metabolismo de los ácidos grasos).

Afecta principalmente al sistema nervioso y las glándulas suprarrenales, que son pequeñas glándulas localizadas en la parte superior de cada riñón. En este trastorno, se produce un deterioro de la mielina, el recubrimiento que aísla los nervios en el cerebro y la médula espinal, lo que reduce la capacidad de los nervios de transmitir información al cerebro. Además, el daño a la capa externa de las glándulas suprarrenales causa una escasez de ciertas hormonas, dando como resultado debilidad, pérdida de peso, cambios en la piel, vómitos y coma.

Vídeo 4. Tráiler El aceite de la vida (Fuente: YouTube)

REFERENCIAS

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Anuncis

Descifrando el código genético

De la misma manera que Alan Turing descodificó Enigma, la máquina de cifrado que utilizaba el ejército alemán en la Segunda Guerra Mundial, varios científicos consiguieron descifrar el código genético. La solución a este entramado ha permitido entender cómo funcionan las células y hacer posible la manipulación genética.  

INTRODUCCIÓN

Un código es una serie de símbolos que por separado no representan nada, pero al combinarlos pueden generar un lenguaje comprensible solo para aquellos quienes lo entiendan. Esto es lo que pasa con el código genético.

Aunque nos parezca mentira, todos los seres vivos (a excepción de algunas bacterias) biológicamente funcionamos de la misma manera. Y es que ya lo decía Jacques Monod, que todo lo que se constata como veraz para E. coli también debe ser cierto para los elefantes.

Desde las células de la ballena azul, el animal más grande del planeta, hasta las células de un colibrí, pasando por los seres humanos, son iguales. Esto es gracias al código genético, que permite que la información de cada gen sea transmitida a las proteínas, las ejecutoras de esta información.

Este flujo de información fue nombrado por Francis Crick en 1958 como el dogma central de la biología (Figura 1). En él afirmaba que la información fluye del ADN al ARN, y después del ARN a las proteínas. Es así como se transmite y expresa la información genética unidireccionalmente. Sin embargo, posteriormente se añadieron modificaciones. Crick afirmaba que sólo el ADN puede duplicarse y transcribirse a ARN. No obstante, se ha visto que en virus también se produce la replicación de su ARN y que éste puede realizar una transcripción inversa para generar ADN de nuevo.

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Figura 1. Dogma central de la biología. En rojo se muestra el camino que señaló Francis Crick (replicación del ADN, transcripción a ARN y traducción a proteínas); y en gris las modificaciones posteriores (Fuente: Quora)

LOS 3 LENGUAJES DE LAS CÉLULAS

En el interior de las células se hablan tres idiomas diferentes, pero que se pueden llegar a relacionar mediante el código genético.

El que ya conocemos es el lenguaje del ácido desoxirribonucleico (ADN), enrollado en una doble cadena y compuesto por 4 letras que corresponden a las bases nitrogenadas: adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina (G).

Otro lenguaje muy parecido a este último es el del ARN. Difiere del ADN principalmente en tres aspectos: (i) se compone de una cadena única en vez de ser de doble cadena, (ii) sus azúcares son ribosas en vez de desoxirribosas (de ahí el nombre de ácido ribonucleico) y (iii) contiene la base uracilo (U) en vez de T. Ni el cambio de azúcar ni la sustitución de U por T altera el apareamiento con la base A, por lo que la síntesis de ARN puede ser realizada de manera directa sobre un molde de ADN.

El último lenguaje que nos resta por conocer es el de las proteínas, formado por 20 aminoácidos. Los aminoácidos constituyen todas y cada una de las proteínas de cualquier organismo vivo. El orden de los aminoácidos que forman la cadena de la proteína determina su función (Figura 2).

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Figura 2. Tabla de los 20 aminoácidos (Fuente: Compound Interest)

EL CÓDIGO GENÉTICO

Como venimos diciendo, el código genético son las reglas que sigue la secuencia de nucleótidos de un gen, a través del intermediario ARN, para ser traducida a una secuencia de aminoácidos de una proteína. Existen varios tipos de ARN, pero el que nos interesa es el ARN mensajero (ARNm), imprescindible en el proceso de transcripción.

Las células decodifican el ARN leyendo sus nucleótidos en grupos de tres (Figura 3). Como que el ARNm es un polímero de cuatro nucleótidos diferentes hay 64 combinaciones posibles de tres nucleótidos (43). Esto nos lleva a una de las características del código genético: está degenerado. Esto significa que hay varios tripletes para un mismo aminoácido (codones sinónimos). Por ejemplo la prolina es codificada por los tripletes CCU, CCC, CCA y CCG.

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Figura 3. El código genético, con la tabla de los 20 aminoácidos (Fuente: BioNinja)

El código genético no es ambiguo ya que cada triplete tiene su propio significado. Todos los tripletes tienen sentido, o bien codifican un aminoácido en particular o bien indican terminación de lectura. La mayoría de los aminoácidos se codifican por al menos dos codones. La metionina y el triptófano son los únicos aminoácidos que se codifican sólo por un codón. Pero cada codón codifica sólo para un aminoácido o señal de stop. Además, es unidireccional, todos los tripletes se leen en sentido 5’-3’.

El codón AUG sirve como codón de inicio en el que comienza la traducción. Sólo hay un codón de inicio que codifica para el aminoácido metionina, mientras que existen tres codones de stop (UAA, UAG y UGA). Estos codones hacen que el polipéptido (polímero formado por cadenas largas de aminoácidos) se libere del ribosoma, lugar donde ocurre la traducción.

La posición del codón de inicio determina el punto dónde comenzará la traducción del ARNm y su marco de lectura. Este último punto es importante porque la misma secuencia de nucleótidos puede codificar polipéptidos completamente diferentes dependiendo del marco en el que se lea (Figura 4). Sin embargo, sólo una de las tres pautas de lectura de un ARNm codifica la proteína correcta. El desplazamiento en el marco de lectura provoca que el mensaje ya no tenga sentido.

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Figura 4. Posibles marcos de lectura (Fuente: marcoregalia.com)

Como decíamos al principio, una de las principales características del código genético es que es universal, ya que casi todos los seres vivos lo utilizan (a excepción de algunas bacterias). Esto es importante porque un código genético compartido por tan diversos organismos proporciona una importante evidencia de un origen común de la vida en la Tierra. Las especies de la Tierra de hoy en día probablemente evolucionaron de un organismo ancestral en el cual ya se encontraba presente el código genético. Debido a que es esencial para la función celular, debería tender a permanecer sin cambios en las especies a través de las generaciones. Este tipo de proceso evolutivo puede explicar la notable similitud del código genético en los organismos presentes en la actualidad.

A pesar de que el ser humano en sí continua siendo un enigma para la ciencia, la revolución del desciframiento del código genético ha permitido adentrarnos en el funcionamiento de nuestro cuerpo, en concreto el de nuestras células, y traspasar las fronteras hacia la manipulación genética.

REFERENCIAS

  • Alberts, B. et al. Biología molecular de la célula (2010). Editorial Omega, 5a edición
  • Cooper, G.M., Hausman R.E. La Célula (2009). Editorial Marbán, 5a edición
  • Gotta Love Cells
  • BioNinja
  • Foto portada: eldiario.es

MireiaRamos-castella

Los priones: unas proteínas especiales

¿Recordáis el caso de las vacas locas? Hace unos años causó mucho alboroto ya que la enfermedad que afectaba a estos animales se transmitía a las personas. Más tarde se descubrió que la causa fueron los llamados priones. A continuación os explico qué son y las enfermedades que ocasiona. 

¿QUÉ SON LOS PRIONES?

Los priones son proteínas, pero con características diferentes. Las proteínas son moléculas formadas por aminoácidos, que se unen por enlaces peptídicos. Todas las proteínas están compuestas por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Se encuentran prácticamente presentes en todas las células del cuerpo y participan en todos los procesos biológicos que se producen. Mientras que el ADN transporta la información genética de la célula, las proteínas ejecutan las tareas dirigidas por esta información.

De todas las macromoléculas, las proteínas son las más variadas. A cada célula hay miles de proteínas diferentes, con una amplia gama de funciones. Entre ellas, la de ser componentes estructurales de células y tejidos, actuar en el transporte y almacenamiento de pequeñas moléculas, transmitir la información entre células y proporcionar una defensa delante de una infección. No obstante, la función fundamental de las proteínas es actuar como enzimas, que catalizan casi todas las reacciones químicas en los sistemas biológicos.

Los priones, pues, son proteínas con características patógenas e infecciosas (Vídeo 1). No son virus ni organismos vivos, sino proteínas sin ácido nucleico, es decir, sin ADN. Se encuentran principalmente en la superfície de células del sistema nervioso central, sobre todo en neuronas; aunque también están situadas en otros tejidos corporales de animales adultos. Se han detectado niveles significativos en el corazón y músculo esquelético, y en menor medida en otros órganos, excepto el hígado y el páncreas.

Vídeo 1. ¿Qué son los priones? (Fuente: YouTube)

LA PROTEÍNA PRIÓNICA CELULAR

En las enfermedades causadas por los priones se produce un cambio de configuración en la proteína priónica celular PrPc (Figura 1). Esta proteína ejerce un papel protector para las células y las ayuda a responder frente a la deficiencia de oxígeno. La consecuencia de los priones sobre esta proteína es la alteración de su funcionalidad, dando lugar a la proteína de configuración alterada PrPSc. No obstante, las dos configuraciones de esta proteína tienen la misma secuencia de aminoácidos. Su secreto es que, aunque sean proteínas, están mal dobladas, es decir, su conformación es errónea.

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Figura 1. A la izquierda la proteína normal PrPc y a la derecha la proteína PrPSc con la configuración alterada (Fuente: Searching for the Mind with Jon Lieff, M. D.)

ENFERMEDADES PRIÓNICAS

Las enfermedades priónicas son procesos neurodegenerativos, producidos por el metabolismo aberrante de una proteína priónica. Éstas afectan a seres humanos y animales y tienen una evolución clínica fatal, con la muerte como final.

Aunque existen varias enfermedades priónicas, los síntomas y manifestaciones clínicas son compartidos (Tabla 1). Entre las manifestaciones clínicas destacan la demencia, ataxia (descoordinación en el movimiento de las partes del cuerpo), insomnio, paraplegías y conductas anormales. El cerebro adquiere un aspecto espongiforme, es decir, un aspecto de esponja. Esto es debido a la acumulación de las proteínas priónicas a las neuronas, donde se forman las placas amiloides.

Las placas amiloides son causadas por la acumulación del péptido amiloide, una proteína esencial para el funcionamiento celular en todo el cuerpo. Se cree que esta acumulación en el cerebro genera toxicidad para las células nerviosas.

Hasta el momento no hay ningún tratamiento que cure, mejore o controle los síntomas y signos de estas afecciones.

Tabla 1. Enfermedades priónicas y sus manifestaciones clínicas (Fuente: Rubio, T. & Verdecia, M. Enfermedades priónicas. MEDISAN 2009; 13(1))

ENFERMEDAD SÍNTOMAS EDAD DURACIÓN
Creutzfeldt-Jacob

Demencia

Ataxia

< 60 años

1 mes – 10 años

(media 1 año)

Kuru

Ataxia

Demencia

40 años (29-60) 3 meses – 1 año
Insomnio familiar fatal Insomnio

No autonomía

Ataxia

Demencia

45 años (35-55) 1 año

ENFERMEDAD DE CREUTZFELDT-JACOB

Durante el siglo XVIII, los ganaderos europeos describieron una enfermedad neurodegenerativa que afectaba a ovejas y cabras, llamada scrapie (temblor). Los animales afectados se frotaban de manera compulsiva contra rocas, árboles o vallas, provocando que se les cayera la lana. Además, el cerebro de estos animales tenía aspecto de esponja, donde se derivó el término espongiforme.

Pero no fue hasta principios del siglo XX, en 1920, que los neurólogos Creutzfeldt y Jakob describieron los primeros casos de encefalopatía espongiforme en humanos (Figura 2). De aquí el nombre que se le puso a la enfermedad.

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Figura 2. Comparación de dos cerebros: el de la izquierda pertenece a una persona afectada por la enfermedad Creutzfeldt-Jacob y el otro, a una persona sana (Fuente: Health & Medical Information)

Se produce una pérdida de memoria, falta de coordinación y deterioro de las habilidades mentales. Los problemas de equilibrio son comunes y a menudo se producen desde el principio. Muchos pacientes pierden autonomía y son incapaces de cuidarse de ellos en estadios posteriores de la enfermedad.

A causa de la naturaleza priónica de la enfermedad, cualquier síntoma es posible y depende del área del cerebro que está siendo afectada.

KURU

El kuru es una enfermedad muy rara, que se encuentra entre personas de Nueva Guinea. El principal factor de riesgo para contraer esta enfermedad es el consumo de tejido cerebral humano, el cual puede contener partículas infecciosas.

Es por este motivo que se asocia a personas que practican una forma de canibalismo, en que se comen los cerebros de personas muertas como parte de un ritual funerario. Aunque esta práctica cesó en 1960, se han reportado casos de kuru años más tarde.

INSOMNIO FAMILIAR FATAL

Es una enfermedad familiar y hereditaria, en que los afectados padecen insomnio progresivo. El cerebro humano necesita dormir y descansar, y el insomnio permanente (que no se puede tratar con fármacos) acaba provocando la muerte de los pacientes.

El insomnio se produce debido a una alteración permanente e irreversible del ciclo vigília-sueño, que se caracteriza por la incapacidad del paciente para desarrollar un patrón del sueño REM y No REM.

REFERENCIAS

  • Alberts, B. et al. (2016). Biología molecular de la célula. Barcelona: Omega.
  • Rubio, T. & Verdecia, M. Enfermedades priónicas. MEDISAN 2009; 13(1)
  • Wemheuer, W. M. et al. Similarities between Forms of Sheep Scrapie and Creutzfeldt-Jakob Disease Are Encoded by Distinct Prion Types. Am J Pathol. 2009; 175(6): 2566–2573
  • Manual MSD
  • Early Clinical Trial
  • MedlinePlus
  • Foto portada: Canal44

MireiaRamos-castella

De la medicina tradicional a la medicina personalizada

Desde la prehistoria, donde la medicina tuvo sus comienzos con plantas, minerales y partes de animales; hasta día de hoy, la medicina ha evolucionado a pasos de gigante. Gran parte de la “culpa” de este hecho se la debemos a la genética, que nos permite hablar de medicina personalizada. De este tipo de medicina es de la que trata el siguiente artículo.

LA EVOLUCIÓN DE LAS ENFERMEDADES

Para hablar de medicina debemos conocer primero las enfermedades. Pero no podemos pensar que todas las enfermedades son genéticas, sino que existen enfermedades relacionadas con cambios anatómicos, fruto de nuestra evolución.

El chimpancé es el animal actual más cercano a nosotros, los humanos, con el que compartimos el 99% de nuestro genoma. A pesar de esto, los humanos tenemos características fenotípicas muy particulares como el cerebro más desarrollo, tanto a tamaño como a expansión de la corteza cerebral; piel sudorosa sin pelo, postura bípeda y dependencia prolongada de las crías, que permite la transmisión de conocimientos durante más tiempo; entre otras.

Posiblemente, la postura bípeda fue clave para que se produjera pronto la divergencia entre el linaje de chimpancé y el de humanos; y también es la razón de la aparición de algunas enfermedades relacionadas con factores anatómicos. Entre ellas encontramos hernias, hemorroides, varices, desórdenes de la columna, como hernias de los discos intervertebrales; osteoartritis en la articulación de la rodilla, prolapso uterino y dificultades en el parto.

El hecho de que la pelvis se remodelara (Figura 1) y fuera más estrecha resultó en problemas obstétricos millones de años después, cuando el cerebro se expandió y, por consecuencia, el cráneo también. Las cabezas de los fetos eran más largas y grandes dificultando el parto. Esto explica porque los partos de los humanos son más largos y prolongados en comparación con los de los chimpancés y otros animales.

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Figura 1. Comparación de la pelvis en humanos y chimpancés en postura bípeda (Fuente: Libros maravillosos – La especie elegida (capítulo 5))

La evolución hacia la vida moderna nos ha comportado muchos cambios en todos los sentidos. En comparación con nuestros antepasados cazadores y recolectores (Figura 2), nuestra dieta ha cambiado mucho y no tiene nada que ver con lo que comen el resto de primates. Para estos últimos, la fruta representa la mayoría de la ingesta, pero para nosotros lo es la carne roja. Además, somos los únicos animales que seguimos alimentándonos de leche pasado el período de lactancia.

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Figura 2. Imagen de humanos cazadores y recolectores (Fuente: Río Verde en la historia)

Si al cambio en la dieta le añadimos el sedentarismo y la poca actividad física de los humanos modernos, puede ayudar a explicar la gravedad y frecuencia de algunas enfermedades humanas modernas.

El estilo de vida también puede producirnos afectaciones. Por ejemplo la miopía, que su tasa es mayor en individuos occidentales que leen mucho o hacen actividades de visión cercana, en comparación a individuos de pueblos aborígenes.

Otro ejemplo claro es la alteración en la etapa reproductiva femenina. Actualmente las mujeres tienen hijos cada vez más tarde. Esto también va ligado a una disminución de la duración de la lactancia materna. Estos cambios, que socialmente se pueden considerar positivos, tienen efectos negativos sobre la salud de los órganos reproductivos. Está demostrado que la combinación de menarquia precoz, la lactancia limitada o inexistente y una menopausia más tardía son los principales factores de riesgo para cáncer de mama y ovario.

Los seres humanos cada vez vivimos más años y queremos la mejor calidad de vida. Es fácil que a mayor longevidad aparezcan más enfermedades, por el deterioro del organismo y de sus células.

LA EVOLUCIÓN DE LA MEDICINA

La historia de la medicina es la historia de la lucha de los hombres contra la enfermedad y, desde comienzos de este siglo, también es la historia del esfuerzo humano por mantener la salud.

Los conocimientos científicos de la medicina los hemos adquirido basándonos en la observación y en la experiencia, pero no siempre ha sido así. Nuestros antepasados experimentaron las enfermedades y el temor a la muerte antes de poderse hacer una imagen racional de ellas, y la medicina de entonces se hallaba inmersa en un sistema de creencias, mitos y ritos.

Pero en los últimos años ha nacido la genómica personalizada, que te dice tus factores de riesgo. Esto abre una puerta a la medicina personalizada, que ajusta los tratamientos a los pacientes dependiendo de su genoma (Figura 3). Utiliza la información de los genes y proteínas de una persona para prevenir, diagnosticar y tratar una enfermedad, y todo gracias a la secuenciación del genoma humano.

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Figura 3. La medicina personalizada pretende tratar a las personas individualmente, según su genoma (Fuente: Indiana Institute of Personalized Medicine)

Los métodos moleculares que hacen posible la medicina de precisión, incluyen pruebas de variación de genes, proteínas y nuevos tratamientos dirigidos a mecanismos moleculares. Con los resultados de estas pruebas y tratamientos se puede determinar el estado de la enfermedad, predecir el estado futuro de la misma, la respuesta al medicamento y el tratamiento o, incluso, el papel de los alimentos que ingerimos en determinados momentos, lo que resulta de gran ayuda a los médicos a individualizar el tratamiento de cada paciente.

Para ello tenemos a nuestro alcance la nutrigenética y la nutrigenómica, que al igual que la farmacogenética y la farmacogenómica, ayudan al avance de una medicina cada vez más dirigida. Por lo tanto, estas disciplinas son hoy en día uno de los pilares de la medicina personalizada, ya que supone tratar cada paciente de forma individualizada y a medida.

La evolución hacia la medicina de precisión es personalizada, preventiva, predictiva y participativa. Cada vez hay más acceso a la información y el paciente es más proactivo, adelantándose a los problemas, previniéndolos o estar preparados para enfrentarlos eficientemente.

REFERENCIAS

  • Varki, A. Nothing in medicine makes sense, except in the light of evolution. J Mol Med (2012) 90:481–494

  • Nesse, R. and Williams, C. Evolution and the origins of disease. Sci Am. (1998) 279(5):86-93

  • Mackenbach, J. The origins of human disease: a short story on “where diseases come from”. J Epidemiol Community Health. (2006) 60(1): 81–86
  • Foto portada: Todos Somos Uno

MireiaRamos-castella

¿Blanco nuclear, moreno paleta o gamba?

Para mucha gente verano es sinónimo de playa y ponerse moreno. Cuando hacemos el cambio de armario y toca vestirse con pantalones cortos, el blanco nuclear de nuestras piernas, escondido durante todo el invierno nos deslumbra. Hay gente que prefiere utilizar las cabinas de bronceado UVA unos meses antes, u otros toman el sol sin protección para coger un poco de color. ¿Qué consecuencias puede tener esto? A continuación os hablo de la piel y el efecto de la radiación sobre ella.

CONOZCAMOS NUESTRA PIEL

La piel es el órgano más grande de nuestro cuerpo, tiene una extensión de entre 1,5 y 2mde superficie y un peso alrededor de 3,5-5kg. Sus funciones son:

  • Protección: protege los órganos internos de traumatismos y evita la pérdida de agua y electrolitos  desde el interior.
  • Termorregulación: a través de los vasos sanguíneos se aumenta o se reduce la temperatura de la piel. Cuando hace mucha calor el sudor refresca la superficie cutánea.
  • Sensibilidad: la percepción del tacto, la presión, la temperatura, el dolor y el picor se hace a través de la piel.
  • Secreción: la piel protege el cuerpo de la deshidratación.
  • Excreción: a través de la piel eliminamos unos 350ml diarios de agua, que tenemos que recuperar hidratándonos. En ciertas enfermedades se puede llegar a eliminar gran cantidad de proteínas y azufre.

La piel tiene dos células básicas: los queratinocitos (80%) y los melanocitos (10%). La melanina, que da el moreno,  se encuentra dentro de los melanocitos y se acumula en unas bolsas (melanosomas). Cuando no toca la luz se queda en estratos profundos, mientras que cuando toca el sol va subiendo por los queratinocitos (Figura 1).

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Figura 1. Melanina (flechas) subiendo hacia los queratinocitos (Fuente: Salud del Siglo XXI)

El bronceado es la síntesis de nueva melanina. No todas las personas producen la misma cantidad de melanina. Todos tenemos el mismo número de melanocitos, pero la diferencia está en el número de melanosomas.

Nuestra piel está formada por 3 capas que son, ordenadas de superior a inferior, la epidermis, la dermis y la hipodermis (Figura 2).

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Figura 2. Capas de la piel: A) epidermis, B) dermis y C) hipodermis (Fuente: MedlinePlus)

El proceso del bronceado pasa en la epidermis, que es la capa superior de la piel. La epidermis tiene 0,2mm de grosor y se subdivide en 4 o 5 capas, dependiendo de la parte del cuerpo. Por ejemplo, las palmas de las manos y las plantas de los pies están formados por 5 capas, donde la capa extra da más resistencia. El grosor de la piel en estas zonas es de 1-2mm, en cambio, en otras zonas, como en los párpados, es inferior (0,004mm). En las capas más internas o profundas las células son más jóvenes y activas, y al largo de su ciclo van ascendiendo hacia la zona más externa o superficial, convirtiéndose en células muertas, sin nucli y formadas básicamente por queratina (piel muerta).

Por debajo, hay la dermis que da elasticidad a la piel, donde se encuentras los nervios y los vasos sanguíneos y es donde crecen los pelos y las uñas. Finalmente, la hipodermis está debajo de todo y es donde hay las glándulas.

LA RADIACIÓN SOBRE NUESTRA PIEL

El sol emite una radiación con longitudes de onda que van desde 0,1 a 17.000nm. Pero a la Tierra sólo llegan las radiaciones entre 280 y 3.000nm (las otras se quedan en la capa de ozono).

La radiación que afecta a los organismos vivos engloba el espectro de 280-800nm (rayos UVB, UVA, luz visible y una parte de infrarrojo) (Figura 3).

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Figura 3. Espectro electromagnético ( Fuente: J. E. Martin Cordero. Agentes Físicos Terapéuticos (2009))

No toda la radiación penetra de la misma forma en nuestra piel. En la Tabla 1 se observa el nivel de penetración:

Tabla 1. Penetración según la diferente radiación.

Tipo Longitud de onda Nivel de penetración
Ultraviolada UVC 100-280nm No llega
UVB 280-315nm Epidermis
UVA 315-400nm Dermis
Luz visible LV 400-700nm Dermis
Infrarroja IR >700nm Hipodermis

Es importante saber que una exposición prolongada, sin tomar precauciones, no sólo puede producir cáncer de piel, sino que también puede tener otros efectos. La radiación UVB es la causa más frecuente de quemada solar, eritema o enrojecimiento. También es la causa más frecuente de cáncer cutáneo. En cambio, la radiación UVA raramente causa quemaduras, pero es la responsable de la mayoría de las fotosensibilizaciones (aumento anormal de la sensibilidad de la piel a la radiación UV) y puede ser carcinogénica, en presencia de ciertas sustancias que potencian su efecto. Además, produce envejecimiento de la piel (Figura 4).

En las cabinas de bronceado el 30% de la radiación es UV. Mayoritariamente es radiación UVA, pero también hay radiación UVB (aunque en menor porcentaje). El porcentaje restante es radiación infrarroja y luz visible.

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Figura 4. Efectos de la radiación UVA (envejecimiento) y UVB (quemaduras) (Fuente: Antirughe.info)

La cantidad de irradiación es mayor cuanto más cerca se encuentre la Tierra del Sol (zona del Ecuador, entre los trópicos de Cáncer y de Capricornio; o entre las 12 y 16 horas). Esta irradiación puede dañar nuestro ADN, produciendo roturas en la cadena del ADN que puede causar mutaciones.

Los rayos UV pasan fácilmente a través de las nubes y el vapor de agua, pero son parcialmente absorbidos por la polución atmosférica. Pero se ha visto que en zonas donde hay agujeros en la capa de ozono la incidencia de cáncer de piel es superior. Esto es debido porque los daños provocados en la capa de ozono permiten el paso de mayor cantidad de rayos UVB. Aquí la importancia de no dañar la capa de ozono, ya que nos protege de estos rayos.

PROTEJAMOS NUESTRA PIEL

Dado que la luz puede ser reflejada por varias sustancias, hay que tener en cuenta que, a los rayos directos del sol, se pueden sumar los que llegan tangencialmente un día brillante y que son reflejados por la arena, agua, suelo, gel, nieve…

Las dosis de radiación son acumulativas y pueden sumarse a los efectos de la radiación ionizante (rayos X). La presencia de cánceres cutáneos puede observarse muchos años después de una quemadura aguda. Esto se ha observado en marineros americanos que estuvieron en el Pacífico durante la Segunda Guerra Mundial, y que estuvieron expuestos durante meses o años a la radiación solar de alta intensidad. Estos marineros han desarrollado al largo de los años diferentes tipos de cáncer de piel.

Por esta razón es muy importante tomar las medidas de protección solar correctas: utilizar fotoprotectores, evitar largos ratos al sol, sobre todo en horas de máxima intensidad solar; e hidratarse a menudo.

REFERENCIAS

MireiaRamos-castella

 

 

 

La importancia de la bioética

Cuando hablamos de genética, inevitablemente nos surgen dudas éticas. Y es que la bioética es fundamental en ciencia. Organismos genéticamente modificados (OGM), técnicas de reproducción asistida (TRAs), consejo genético, enfermedades raras, eutanasia y curas paliativas, entre otros, son temas que tienen un peso importante en bioética. Pero para saber cómo aplicarla, primero tenemos que saber qué es y entenderla.

¿QUÉ ES LA BIOÉTICA?

La ética comprende el conjunto de normas que la sociedad ha consensuado sobre la convivencia con el resto de personas por mínimos, que son los derechos humanos.

Dentro de la ética se encuentra la bioética, que es el estudio interdisciplinario de los problemas creados por el progreso biológico y médico (a nivel microsocial y macrosocial), y su repercusión en la sociedad y en su sistema de valores, tanto en el presente como en el futuro.

La bioética se preocupa por las cuestiones éticas envueltas en la comprensión humana de la vida. Nace de la necesidad de una reflexión crítica sobre los conflictos éticos provocados por los avances de la ciencia de la vida y la medicina. Las herramientas tecnológicas y médicas tienen un papel en la sociedad y se tienen que saber gestionar.

Es importante saber que la bioética no defensa una actitud moral concreta ni busca ofrecer respuestas determinantes y definitivas, sino que busca una reflexión fundamentada, crítica y argumentada que se centre en la singularidad de la situación concreta.

Dentro de la bioética encontramos diferentes teorías éticas fundamentales. Dos de estas son la ética deontológica y la ética utilitarista (o consecuencialista).

La ética deontológica fue propuesta por Immanuel Kant y se basa en la razón que lleva a identificar las acciones como buenas o malas, independientemente de sus consecuencias.

En cambio, la ética utilitarista fue propuesta por Jeremy Bentham y John Stuart-Mill y dice que las acciones son buenas o malas dependiendo de sus consecuencias. El balance entre las propuestas que dan beneficios o perjuicios viene dado por la ética utilitarista.

PRINCIPIOS BÁSICOS EN BIOÉTICA

Los principios básicos que hay en bioética son cuatro y fueron propuestos por Beaucham y Childress (1979):

  • Autonomía
  • Beneficencia
  • No maleficencia
  • Justicia

Estos principios se pueden agrupar en 2 niveles:

  • Nivel de mínimos: obligaciones que generan deberes universales e implican deberes transitivos negativos (lo que no se puede hacer a los otros). Aquí encontraríamos el principio de no maleficencia y justicia.
  • Nivel de máximos: están relacionados con la elección del proyecto vital que cada persona escoge en función de su escala de valores. Generan obligaciones imperfectas: qué me puedo autoimponer, pero qué no puedo exigirle a los otros (ni los otros exigirme a mí). Aquí se encuentra el principio de autonomía y el de beneficencia.

PRINCIPIO DE AUTONOMÍA

Las acciones sólo son autónomas cuando hay:

  • Intencionalidad
  • Conocimiento (es imprescindible)
  • Ausencia de control externo (no tienen que haber presiones)
  • Autenticidad (coherencia con el sistema de valores y actitudes habituales de la persona)

Se considera una persona autónoma esa que tiene capacidad para actuar y juzgar las consecuencias de sus actos y hacerse responsable. Tiene que ser capaz de comunicar la decisión tomada de forma clara y reiterada.

PRINCIPIO DE BENEFICENCIA

Se tiene que actuar en beneficio del sujeto para hacer el bien, pero se tiene que tener en cuenta que puede conllevar efectos colaterales.

También es importante saber que no se le puede hacer el bien en contra de su voluntad.

PRINCIPIO DE NO MALEFICENCIA

No se tiene que perjudicar innecesariamente a los otros. Se puede evitar el mal no actuando, lo que sería una actitud pasiva. En cambio, el bien se tiene que hacer con actitud activa.

Aunque alguien lo pida, no se le puede hacer el mal.

PRINCIPIO DE JUSTICIA

Implica tratar igual a los iguales y desigual a los desiguales. Si se utilizan poblaciones vulnerables, también tienen que recibir un beneficio inmediato.

Este principio, junto con el de autonomía y beneficencia (el principio de no maleficencia surgió posteriormente), fueron necesarios para regular los ensayos clínicos con humanos, debido al sonado caso de Tuskegee (Figura 1).

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Figura 1. Investigadores inyectando el virus de la sífilis a afroamericanos (Fuente: Omicrono)

Durante los años 60, investigadores hicieron un ensayo clínico sobre la sífilis. Para ver como evolucionaba la enfermedad y encontrar una alternativa a los tratamientos dolorosos de entonces, cogieron un grupo de afroamericanos y les inyectaron el virus de la sífilis, sin informarles de todo el estudio y las consecuencias.

OTROS PRINCIPIOS IMPORTANTES

A parte de estos, hay otros principios importantes en bioética:

  • Fidelidad: es la protección de los sujetos, basándose en la precaución, proporcionalidad, no discriminación y respeto a la dignidad de las personas. La fidelidad incluye la protección de la privacidad y la confidencialidad, el mantenimiento de las promesas y los compromisos.
  • Transparencia: da el derecho y el acceso a la información. Todo se tiene que comunicar de forma clara, entendedora, honesta y real.
  • Principio de precaución y cautela: basado en el análisis de riesgos. Toda investigación que pueda poner en riesgo la salud de las personas y de las generaciones futuras se tiene que evitar.
  • Principio de proporcionalidad: está relacionado con el principio de beneficencia y mira la relación entre el beneficio que se obtiene y los “costes” de medios, recursos humanos y monetarios, riesgos y cuáles son los efectos negativos.
  • Principio de no discriminación: todas las personas se tienen que tratar por igual.
  • Principio de respeto a la dignidad: nadie tiene que ser objeto de humillación, se tiene que recibir ayuda en situaciones de necesidad, tener una mínima calidad de vida sin sufrimiento y libertad de acción y decisión, y no ser utilizado como propósito de otros.
  • Principio de respeto a la intimidad, privacidad y la confidencialidad: no desvelar de forma innecesaria y/o interesada datos personales y sensibles referentes al sujeto. No es un principio absoluto y delante de un delito no se cumple.
  • Principio de respeto al derecho a la información: todos los que participan en el proceso tienen que conocer toda la información (antes, durante y después de la investigación).
  • Principio de gratuidad en la participación y la donación: la participación y la donación son gratuitas y altruistas, ya que si no estamos hablando de venta o canje.

REFERENCIAS

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Síndrome de Williams: genios de la música

El síndrome de Williams afecta a 1 de cada 20.000 recién nacidos y es considerado una enfermedad minoritaria, las nombradas enfermedades raras. Se dice que los afectados de este síndrome tienen un don para la música. Para conocer más sobre este síndrome y su relación con la música no os perdáis el siguiente artículo.

¿QUÉ ES EL SÍNDROME DE WILLIAMS?

El síndrome de Williams es conocido por diversos nombres: síndrome de Beuren, síndrome de Williams-Beuren, síndrome de rasgos élficos, síndrome de estenosis aórtica supravalvular e hipercalcemia… Estos nombres hacen referencia a sus descubridores o a su clínica.

Forma parte de los síndromes de microdeleción y microduplicación. Una microdeleción es la pérdida de un pequeño fragmento de un cromosoma. Este fragmento puede ser tan pequeño que difícilmente se observe a través del microscopio.

Las microdeleciones van ligadas a las microduplicaciones, ya que el fragmento que se pierde produciendo una microdeleción en un cromosoma se une a otro, haciendo que en éste se produzca una microduplicación.

Estos reordenamientos cromosómicos se dan debido a LCRs (Low Copy Repeats), es decir, grandes bloques similares, de duplicación de pseudogenes (genes sin función definida) o ADN repetitivo que se encuentran dentro de un región cromosómica específica.

Las microdeleciones acostumbran a tener de 1 a 3Mb de longitud e implican varios genes contiguos. El tamaño y la localización de la microdeleción que causa un síndrome puede variar, pero la región crítica específica que causa la síndrome siempre está involucrada.

La ganancia de material da un fenotipo más leve, por lo tanto, hay gente afectada de esta microduplicación, pero no tienen unos rasgos tan características como en la deleción.

CARACTERÍSTICAS CLÍNICAS

El fenotipo de las personas afectadas es leve, no tiene muchas complicaciones. Tienen una discapacidad intelectual muy leve o moderada, con un coeficiente intelectual de 50-65.

Los afectados por el síndrome de Williams tienen una cara característica, con rasgos élficos. Siempre se muestran risueños, como señal de felicidad y son muy amigables. Tienen el puente nasal bajo (Figura 1), haciendo que la nariz sea plana y pequeña levantada para arriba. Y entre la nariz y el labio superior tienen mucha distancia. Los labios son prominentes con una boca grande y abierta.

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Figura 1. Comparación de puente nasal estándar y puente nasal bajo (Fuente: Keck Medicine of USC)

También se caracterizan por tener un déficit de elastina, que provoca anomalías del tejido conectivo. Pero la mayor parte de los problemas médicos son provocados por estenosis aórtica supravalvular y pulmonar, haciendo que los vasos sanguíneos sean más estrechos.

Aun y tener problemas de aprendizaje debido a su bajo coeficiente intelectual y sufrir hiperacúsia, es decir, ser sensibles a ruidos altos, son unos grandes músicos y tienen mucha facilidad para aprender el lenguaje musical. El retraso en el desarrollo del lenguaje se puede convertir, posteriormente, en locuacidad y en una fuerte capacidad para aprender escuchando.

BASE GENÉTICA

La microdeleción del síndrome de Williams se produce en el cromosoma 7q11.23 y es flanqueado por LCRs con una identidad de secuencia superior al 97%. La identidad de secuencia hace que los bloques sean susceptibles a la recombinación homóloga no alélica (NAHR), dirigiendo translocaciones, inversiones y deleciones y/o duplicaciones (Figura 2).

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Figura 2. Recombinación homóloga no alélica donde se origina una deleción y una duplicación entre cromosomas. Las cajas rojas y las flechas indican la localización y orientación de los LCRs (Fuente: G. Kirov, 2015)

Aunque el síndrome de Williams es considerado un trastorno autosómico dominante, en la mayoría de los casos no se hereda la microdeleción, sino que es de novo.

En más del 90% de los casos se produce una deleción de 1,55Mb de ADN. Esta parte delecionada incluye 26 genes. Un 5% corresponde a una deleción de unas bases más, dando un fragmento delecionado de 1,8Mb y 28 genes. Es muy atípico encontrar otras deleciones, aunque existen casos. Sea cual sea el fragmento delecionado siempre se incluye el gen ELN (gen de la elastina), que forma parte de la región crítica del síndrome de Williams (Figura 3).

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Figura 3. Región crítica del síndrome de Williams (WBSCR), donde se muestran en rojo todos los posibles fragmentos delecionados que dan lugar al síndrome (Fuente: B. R. Pober, 2008)

La deleción de un alelo del gen de elastina se identifica como la causa del síndrome de Williams. Hay una clara correlación genotipo-fenotipo, donde el gen de elastina es el responsable de las anomalías del tejido conectivo y vascular. Actualmente se están estudiando otros genes, pero aún no hay suficientes estudios que refuercen una correlación entre el fenotipo observado y estos genes.

ALGUNAS HISTORIAS

Las personas afectadas de síndrome de Williams llevan una vida completamente normal. Las afectaciones cardiovasculares son las que pueden causar peor clínica, pero con medicación, si es necesaria, no les supone ningún inconveniente.

Aún se tiene que mejorar más, pero la integración en la sociedad de personas con un déficit intelectual más bajo a la mediana es bastante bueno.

En la figura 4 se muestra el dibujo y la explicación de un elefante según una chica de 18 años afectada por síndrome de Williams, con un coeficiente intelectual de 49.

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Figura 4. Contraste entre las habilidades visual-espaciales y de lenguaje de una chica de 18 años con síndrome de Williams y un coeficiente intelectual de 49. (A) Dibujo de un elefante (B) Descripción de un elefante (Fuente: Wang, 1994)

Tienen unas debilidades muy específicas en la integración visual motora, que son las que causan discapacidad intelectual, pero con una cierta preservación del lenguaje y otras actividades (sociabilidad o empatía).

A pesar de estas debilidades, son considerados unos grandes músicos. A continuación os presento dos ejemplos de afectados por el síndrome de Williams con talento para la música.

La Gloria no es capaz de atarse los zapatos, pero por oída ha aprendido a cantar canciones en 30 lenguas diferentes (Vídeo 1).

Vídeo 1. Gloria Lenhoff, solista soprano de un coro (Fuente: YouTube)

Jim trabaja en Disney World tocando el piano. A pesar de su bajo coeficiente intelectual, ha cogido mucha agilidad tocando el piano y sólo escuchando una melodía una vez es capaz de reproducirla (Vídeo 2).

Vídeo 2. Jim tocando el piano. En el minuto 1:40 hace un giro drástico y empieza a tocar más rápido sin obstáculos (Fuente: YouTube)

REFERENCIAS

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