Arxiu de la categoria: GENÈTICA

Síndrome de Williams: genis de la música

La síndrome de Williams afecta a 1 de cada 20.000 nounats i és considerada una malaltia minoritària, les anomenades malalties rares. Es diu que els afectats d’aquesta síndrome tenen un do per la música. Per conèixer més sobre aquesta síndrome i la relació amb la música no us perdeu el següent article.

QUÈ ÉS LA SÍNDROME DE WILLIAMS?

La síndrome de Williams és coneguda per diversos noms: síndrome de Beuren, síndrome de Williams-Beuren, síndrome de fàcies èlfiques, síndrome d’estenosi aòrtica supravalvular i hipercalcèmia… Aquests noms fan referència als seus descobridors o a la seva clínica.

Forma part de les síndromes de microdeleció i microduplicació. Una microdeleció és la pèrdua d’un petit fragment d’un cromosoma. Aquest fragment pot ser tant petit que difícilment s’observa a través d’un microscopi.

Les microdelecions van lligades a les microduplicacions, ja que el fragment que es perd produint una microdeleció en un cromosoma s’uneix a un altre, fent que en aquest es produeixi una microduplicació.

Aquests reordenaments cromosòmics es donen degut a LCRs (Low Copy Repeats), és a dir, grans blocs similars, de duplicació de pseudogens (gens sense funció definida) o ADN repetitiu que es troben dins d’una regió cromosòmica específica.

Les microdelecions acostumen a tenir entre d’1 a 3Mb de llargada i impliquen diversos gens contigus. La mida i la localització de la microdeleció que causa una síndrome pot variar, però la regió crítica específica que causa la síndrome sempre està involucrada.

El guany de material dóna un fenotip més lleu, per tant, hi ha gent afectada d’aquesta microduplicació, però no tenen unes fàcies tan característiques com en la deleció.

CARACTERÍSTIQUES CLÍNIQUES

El fenotip de les persones afectades és lleu, no té massa complicacions. Tenen una discapacitat intel·lectual molt lleu o moderada, amb un coeficient intel·lectual de 50-65.

Els afectats per la síndrome de Williams tenen una cara característica, amb fàcies èlfiques. Sempre es mostren riallers, com a senyal de felicitat i són molt amigables. Tenen el pont nassal baix (Figura 1), fent que el nas sigui pla i petit aixecat cap amunt. I entre el nas i el llavi superior tenen molta distància. Els llavis són prominents amb una boca gran i oberta.

puente nasal
Figura 1. Comparació de pont nassal estàndard i pont nassal baix (Font: Keck Medicine of USC)

També es caracteritzen per tenir dèficit d’elastina, que provoca anomalies del teixit connectiu. Però la major part dels problemes mèdics són provocats per estenosi aòrtica supravalvular i pulmonar, fent que els vasos sanguinis siguin més estrets.

Tot i tenir problemes d’aprenentatge degut al seu baix coeficient intel·lectual i patir hiperacúsia, és a dir, ser sensibles a sorolls alts, són uns grans músics i tenen molta facilitat per aprendre el llenguatge musical. El retard del desenvolupament del llenguatge es pot convertir, posteriorment, en loquacitat i en una forta capacitat per aprendre escoltant.

BASE GENÈTICA

La microdeleció de la síndrome de Williams es produeix en el cromosoma 7q11.23 i és flanquejada per LCRs amb una identitat de seqüència superior al 97%. La identitat de seqüència fa que els blocs siguin susceptibles a la recombinació homòloga no al·lèlica (NAHR), dirigint translocacions, inversions i delecions i/o duplicacions (Figura 2).

F2.large
Figura 2. Recombinació homòloga no al·lèlica on s’origina una deleció i una duplicació entre cromosomes. Les caixes vermelles i les fletxes indiquen la localització i orientació de les LCRs (Font: G. Kirov, 2015)

Encara que la síndrome de Williams és considerada un trastorn autosòmic dominant, en la majoria dels casos no s’hereta la microdeleció, sinó que és de novo.

En més del 90% dels casos es produeix una deleció de 1,55Mb d’ADN. Aquesta part delecionada inclou 26 gens. Un 5% correspon a una deleció d’unes bases més, donant un fragment delecionat de 1,8Mb i 28 gens. És molt atípic trobar altres delecions, tot i que n’existeixen casos. Sigui quin sigui el fragment delecionat sempre s’inclou el gen ELN (gen de l’elastina), que forma part de la regió crítica de la síndrome de Williams (Figura 3).

JCI0835309.f2.jpg
Figura 3. Regió crítica de la síndrome de Williams (WBSCR), on es mostren en vermell tots els possibles fragments delecionats que donen lloc a la síndrome (Font: B. R. Pober, 2008)

La deleció d’un al·lel del gen d’elastina s’identifica com la causa del síndrome de Williams. Hi ha una clara correlació genotip-fenotip, on el gen de l’elastina és el responsable de les anomalies de teixit connectiu i vascular. Actualment s’estan estudiant altres gens, però encara no hi ha suficients estudis que reforcin una correlació entre el fenotip observat i aquests gens.

ALGUNES HISTÒRIES

Les persones afectades de síndrome de Williams porten una vida completament normal. Les afectacions cardiovasculars són les que poden causar pitjor clínica, però amb medicació, si és necessària, no els suposa cap inconvenient.

Tot i que encara s’ha de millorar més, la integració a la societat de persones amb un dèficit intel·lectual més baix a la mitjana és bastant bo.

En la figura 4 es mostra el dibuix i l’explicació d’un elefant segons una noia de 18 anys afectada per síndrome de Williams, amb coeficient intel·lectual de 49.

51118_orig
Figura 4. Contrast entre les habilitats visual-espacials i de llenguatge d’una nena de 18 anys amb síndrome de Williams i un coeficient intel·lectual de 49. (A) Dibuix d’un elefant (B) Descripció d’un elefant (Font: Wang, 1994)

Tenen unes debilitats molt específiques en la integració visual motora, que són les que causen discapacitat intel·lectual, però amb una certa preservació del llenguatge i altres activitats (sociabilitat o empatia).

Tot i aquestes debilitats són considerats uns grans músics. A continuació us presento dos exemples d’afectats per la síndrome de Williams amb talent per la música.

La Gloria no és capaç de cordar-se les sabates, però per oïda ha après a cantar cançons en 30 llengües diferents (Vídeo 1).

Vídeo 1. Gloria Lenhoff, solista soprano d’un cor (Font: YouTube)

En Jim treballa a Disney World tocant el piano. Tot i el seu baix coeficient intel·lectual, ha agafat molta agilitat per tocar el piano i només sentint una melodia una vegada és capaç de reproduir-la.

Vídeo 2. Jim tocant el piano. En el minut 1:40 fa un gir dràstic i comença a tocar més ràpid sense entrebancs (Font: YouTube)

REFERÈNCIES

MireiaRamos-catala

El blat de moro com a exemple de millora genètica en plantes

La millora genètica està, actualment, en el punt de mira. Però no és un concepte nou ja que portem temps fent millora genètica, ja sigui en plantes o en animals. En aquest article parlaré sobre la millora genètica en plantes, posant com a exemple el cas del blat de moro, una planta domesticada per l’home des de fa 10.000 anys.

QUÈ ÉS LA MILLORA GENÈTICA?

La millora genètica de plantes és el procés que tracta sobre els principis teòrics i els mètodes per l’obtenció de les varietats de plantes de cultiu, que garanteixen sota determinades condicions ambientals i de producció, rendiments alts i estables dels productes cultivats amb la qualitat requerida.

OBJECTIUS DE LA MILLORA GENÈTICA

Els objectius de la millora genètica són:

  • Augmentar el rendiment:
    • Millora de productivitat: augmentant la capacitat productiva potencial dels individus.
    • Millora de resistència: obtenint genotips resistents a plagues, malalties i condicions ambientals adverses.
    • Millora de característiques agronòmiques: obtenint nous genotips que s’adaptin millor a les exigències i aplicació de la mecanització de l’agricultura.
  • Augmentar la qualitat: millora del valor nutritiu dels productes vegetals obtinguts.
  • Estendre l’àrea d’explotació: adaptant les varietats de les espècies ja cultivades a noves zones geogràfiques amb característiques climàtiques o edafologies extremes.
  • Domesticar noves espècies: transformant les espècies silvestres en cultivades amb utilitat i rentabilitat per l’home.

ETAPES DEL PROCÉS DE MILLORA GENÈTICA

Abans de començar el procés, s’han de definir els objectius que es volen aconseguir i, per tant, definir aquells caràcters que es volen millorar per tal d’obtenir un fenotip concret.

Les etapes que es segueixen en el procés de millora genètica són les següents:

  1. Primera etapa: trobar dins la variabilitat genètica de l’espècie conreada, o de les espècies que s’hi poden hibridar, individus que tinguin aquests caràcters.
  2. Segona etapa: aquests individus s’hibriden entre sí i amb plantes de bones característiques agronòmiques generals. El resultat serà una població de base que segregarà per a un gran nombre de caràcters, de la qual es seleccionen els individus que més s’apropen a la varietat que es busca.
  3. Tercera etapa: comprovar que aquests individus són millors en un o més aspectes que les varietats que hi ha al mercat, fet que normalment obliga a realitzar assaigs comparatius.

El BLAT DE MORO

La planta del blat de moro (Zea Mays) ha estat domesticada per l’home des de fa 10.000 anys. En aquest temps ha esdevingut un dels tres cereals més conreats del món. Aquest augment del conreu es troba lligat al desenvolupament de varietats que s’adapten millor a les necessitats de cada lloc.

El blat de moro és un dels aliments bàsics més importants, ja que a partir d’ell se’n fan molts productes derivats (farines, olis). Com que té un gran valor en la indústria. És una planta molt estudiada i se n’ha seqüenciat el genoma.

BARRINADOR EUROPEU DEL BLAT DE MORO

El blat de moro es veu afectat pel barrinador europeu (Figura 1), Ostrinia nubilalis. És una plaga dels cereals, particularment del blat de moro. És un lepidòpter nadiu d’Europa que, abans de l’arribada del blat de moro, infestava el mill.

La papallona fa uns 2,5 cm de llarg. La femella és de color marró groguenc amb bandes irregulars a les ales, i el mascle és més petit i fosc. La femella pon els ous per la part de sota de les fulles.

Ostrinia_nubilalis,_European_Corn_Borer,I_ILO769
Figura 1. Imatge de la femella de barrinador europeu (Font: Discover Life)

El barrinador fa túnels dins el blat de moro (Figura 2) que provoquen que la planta es trenqui i caigui a terra. Cal tenir en compte que quan el blat de moro encara és immadur no es veu afectat pel barrinador gràcies a les defenses naturals d’aquestes plantes en l’estadi de creixement.

larva-earshank-fieldcorn-2-44.jpg
Figura 2. Larva del barrinador europeu en el blat de moro (Font: Iowa State University)

MODIFICACIÓ GENÈTICA DEL BLAT DE MORO

Podem trobar dos tipus de blat de moro modificat:

  1. Cultius que produeixen el seu propi herbicida (Bt)
  2. Cultius tolerants a herbicides (Monsanto)

El blat de moro Bt és una planta modificada genèticament mitjançant biotecnologia moderna per defensar-se a sí mateixa de l’atac d’insectes lepidòpters. Utilitzant la tecnologia d’ADN recombinant es va modificar el blat de moro, inserint un gen del bacteri Bacillus thuringensis (Bt), de tal manera, que les seves fulles, tija i pol·len expressessin la proteïna Bt del bacteri. El blat de moro Bt constitueix una important i nova eina pel control dels danys i pèrdues causades per plagues d’insectes.

El blat de moro tolerant a herbicides és un blat de moro que ha estat millorat mitjançant l’ús de tecnologia d’ADN recombinant per tolerar l’aplicació de cert tipus d’herbicides. Amb l’ús d’aquestes tecnologies ha estat posible desactivar o reemplaçar la seqüència de susceptibilitat per una altra que confereixi resistència i que permeti a la planta de cultiu tolerar l’aplicació de l’herbicida.

OBTENCIÓ DEL BLAT DE MORO BT

Per transformar una planta normal a una planta transgènica, el gen que produeix una característica d’interès és identificat i separat de la resta de material gènic d’un organisme donador.

Un organisme donador pot ser un bacteri, un fong o qualsevol altra planta. En el cas del blat de moro Bt, l’organisme donador és un bacteri del sòl d’origen natural, el Bacillus thuringiensis, i el gen d’interès produeix una proteïna que mata la larves de lepidòpters. Aquesta proteïna s’anomena delta endotoxina Bt.

La delta endotoxina Bt va ser seleccionada pel fet que és altament eficaç per controlar larves d’erugues. És durant l’etapa larval quan es produeix la major part dels danys pel barrinador europeu del blat de moro. La proteïna és molt selectiva, en general, no danya als insectes en altres ordres (com escarabats, mosques, abelles i vespes). Per això, els transgènics que tenen el gen Bt són compatibles amb els programes de control biològic, ja que perjudiquen els depredadors i parasitoides molt menys que els insecticides d’ampli espectre d’insectes. L’endotoxina Bt és considerada segura per als éssers humans, altres mamífers, els peixos, les aus i el medi ambient a causa de la seva selectivitat.

REFERÈNCIES

MireiaRamos-catala

Per què no puc tenir fills?

Són moltes les parelles que no poden tenir fills. De fet, es calcula que més de 48 milions de parelles al món són infèrtils. Tot i que l’edat de la mare en la primera gestació és un fet important, moltes vegades pot ser degut a un problema genètic. I és que la infertilitat és un exemple clar de malaltia complexa amb base genètica. A continuació us explicaré la base genètica de la infertilitat en homes i dones.

INFERTILITAT O ESTERILITAT?

Tot i que es pot pensar que infertilitat i esterilitat són dos termes sinònims, no signifiquen el mateix (Figura 1). No obstant, la infertilitat és el terme anglosaxó i és el més utilitzat.

Segons la OMS, l’esterilitat és la dificultat per aconseguir un embaràs després d’1 any de relacions sexuals freqüents, pròximes al dia d’ovulació i sense protecció. N’hi ha de primària i de secundària.

Parlem d’esterilitat primària quan la parella mai ha aconseguit una gestació, mentre que l’esterilitat secundària és quan la parella ja té antecedents d’un o varis embarassos.

En canvi, en la infertilitat sí que hi ha fecundació, però o no es produeix la implantació o es pateix un avortament. Aquesta també pot ser primària o secundària.

La infertilitat primària és quan la parella es queda embarassada espontàniament, però no s’aconsegueix dur un embaràs a terme ni un recent nascut sense problemes. Però si una parella, després d’un embaràs i un part normal, no aconsegueix portar a terme una nova gestació amb recent nascuts sense problemes s’anomena infertilitat secundària. Aquestes parelles patiran avortaments repetitius.

fig1cat
Figura 1. Dibuix esquemàtic de la diferència entre esterilitat i infertilitat (Font: Reproducción Asistida ORG, modificat)

ALGUNES DADES D’INTERÈS

És important tenir en compte que patir un avortament ocasional es considera normal en la història reproductiva d’una dona. S’estima que 7 de cada 10 noies pateixen un avortament durant el primer trimestre.

L’espècie humana no té un alt poder reproductiu, sinó que es considera un 25% la possibilitat d’embaràs en la relació sexual mantinguda en el moment de l’ovulació de la dona.

A més, a partir dels 35 anys el potencial reproductiu de la dona disminueix. Després dels 40 anys la possibilitat d’embaràs per mes és menor al 10%.

Aproximadament 1 de cada 6 parelles en edat fèrtil es veurà afectada d’esterilitat. Aquesta xifra representa el 15-17% de la població.

BASE GENÈTICA DE LA INFERTILITAT MASCULINA

En homes, fins a un 30% de la infertilitat s’associa a una causa genètica directa. En un 50% dels casos és indirecta, ja que l’individu no és només infèrtil, sinó que té altres alteracions i per això no es classifica com a anomalia genètica. El 20% restant és d’origen idiopàtic, és a dir, no se sap la causa (Figura 2).

fig2cat
Figura 2. Gràfic on es mostren els percentatges de les causes de la infertilitat (Font: Mireia Ramos, All You Need is Biology)

Hi ha tres tipus de causes genètiques:

  • Pre-testiculars
  • Testiculars
  • Post-testiculars

CAUSES GENÈTIQUES PRE-TESTICULARS

S’associen abans del desenvolupament dels testicles o durant el desenvolupament dels testicles:

  • Alteracions de la síntesi de testosterona.
  • Alteracions dels receptors de les hormones LH i FSH.
  • Síndromes de resistència androgènica: es produeix feminització testicular, és a dir, el cariotip és masculí (46, XY), però el fenotip és femení.
  • Hipogonadismes: deficiència de testosterona amb signes o símptomes associats, deficiència de la producció d’espermatozoides o totes dues coses. Pot ser degut perquè els testicles no són funcionals o per l’afectació de l’eix hipotàlem-hipofisiari. També es produeix en dones.

CAUSES GENÈTIQUES TESTICULARS

  • Cromosomopatíes: anomalies cromosòmiques com poden ser aneuploïdies (canvi en el número cromosòmic), translocacions (intercanvi de material entre cromosomes), inversions (un fragment de cromosoma canvia de sentit) o trisomies.
  • Anomalies meiòtiques: anomalies cromosòmiques en la línia germinal .
  • Microdelecions Yq: petites delecions en el cromosoma Y.
  • Alteracions monogèniques: afecten a un sol gen.
  • Disgenèsies gonadals: trastorn del desenvolupament sexual associat amb anomalies en el desenvolupament gonadal, on tot i tenir un cariotip masculí (46, XY) els genitals externs i interns són femenins.

CAUSES GENÈTIQUES POST-TESTICULARS

  • Agenèsia de conductes deferents: absència dels conductes deferents, característic en fibrosi quística.
  • Alteracions espermàtiques.
  • Poliquistosi renal autosòmica dominant: trastorn hereditari en el qual es formen quists en el fetge, pàncrees i testicles.

BASE GENÈTICA DE LA INFERTILITAT FEMENINA

La regulació gènica de la formació i desenvolupament de les cèl·lules sexuals femenines (oogènesi) i del fol·licle ovàric (fol·liculogènesi) és inabastable i, en molts casos, és impossible dir quina és la causa de la infertilitat.

Els oòcits (cèl·lules sexuals femenines) per créixer i desenvolupar-se necessiten fer-ho en un ambient adequat. Els fol·licles ovàrics rodegen els oòcits per proporcionar-los aquest ambient.

Tot i això, més o menys ens movem amb els mateixos números que en homes (Figura 2). Un 30% és per causa directa, on es coneix l’anomalia genètica; un 50% és per causes indirectes com problemes en la formació d’hormones, i fins a un 20% per causa desconeguda.

Les causes genètiques es divideixen en:

  • Eix hipotàlem – hipofisiari
  • Ovàriques
  • Uterines

CAUSES GENÈTIQUES RELACIONADES AMB L’EIX HIPOTÀLEM-HIPOFISIARI

El sistema endocrí està format per una sèrie de glàndules que alliberen les hormones. En aquest sistema és molt important l’eix hipotàlem-hipofisiari (Figura 3).

hipofisis-pituitaria_image001.jpg
Figura 3. Detall de l’eix hipotàlem-hipofisiari, on es mostren els hemisferis cerebrals (A), l’hipotàlem (B), la hipòfisi (C), el cerebel (D) i el tronc cerebral (E) (Font: Sistema Endocrino, modificat)

La hipòfisi és una petita glàndula de menys d’1cm de diàmetre. Aquesta glàndula es troba unida a l’hipotàlem, que és qui controla gairebé tota la seva secreció. L’hipotàlem es troba a la base de l’encèfal i és el centre receptor de senyals procedents de moltes zones de l’encèfal, així com d’òrgans interns, de manera que experiències emocionals doloroses o estressants causen canvis en la seva activitat. Així mateix, l’hipotàlem controla el sistema nerviós autònom i regula la temperatura corporal, la gana, la set, la conducta sexual i les reaccions defensives, com ara la por o la ràbia.

Així doncs, l’eix hipotàlem-hipofisiari regula pràcticament tots els aspectes del creixement, el desenvolupament, el metabolisme i l’homeòstasi de l’organisme.

Les causes genètiques de la infertilitat relacionades amb aquest eix poden tenir:

  • Origen hipotalàmic: problemes en el desenvolupament de les gònades.
  • Origen hipofisiari: hormones.

CAUSES GENÈTIQUES OVÀRIQUES

Estan relacionades amb els ovaris i els fol·licles. Tenen molta importància les anomalies cromosòmiques, sobretot les que afecten al cromosoma X.

CAUSES GENÈTIQUES UTERINES

Estan relacionades amb el desenvolupament de l’endometri, la implantació de l’embrió… L’afectació d’aquests fenòmens implica infertilitat.

REFERÈNCIES

MireiaRamos-catala

Càncer per a principiants: tot el que necessites saber

El càncer és una de les principals causes de mort en humans. Es calcula que 1 de cada 2 homes i 1 de cada 3 dones patirà un càncer al llarg de la seva vida. Però per molt que en sentim a parlar o ens toqui de prop, sabem què és exactament el càncer? En el següent article us ho explico.

QUÈ ÉS EL CÀNCER?

Normalment els metges parlen de neoplàsia que, estrictament, vol dir tumor. Però no tots els tumors són malignes, sinó que també n’hi ha de benignes. Un tumor benigne no envaeix teixit circumdant, mentre que un tumor maligne sí. Quan és maligne aleshores parlem de càncer. Si un tumor maligne avança pot acabar fent metàstasi, però no tots els tumors malignes fan metàstasi.

El càncer es pot definir com un grup de malalties, ja que es considera que cada un dels càncers és una malaltia diferent. Aquest grup de malalties es caracteritza per tenir una proliferació descontrolada de cèl·lules, causada per mutacions genètiques. Per tant, el càncer es considera una malaltia de base genètica. Això no implica que també sigui hereditària, ja que només un 5-10% dels càncers són hereditaris.

Les cèl·lules tenen 3 grans rutes de control on decideixen si viure o morir, dividir-se o no dividir-se i diferenciar-se o no diferenciar-se. Quan es trenca una d’aquestes vies és quan es produeix el càncer. Llavors es produeix una proliferació anòmala de les cèl·lules on no hi hauria de ser (Figura 1). Resulta d’interrompre els mecanismes de regulació que governen el comportament cel·lular normal.

cancer_all
Figura 1. Procés evolutiu del càncer. Primerament una cèl·lula a l’atzar pateix una mutació gènica. Després es produeix una proliferació anòmala de les cèl·lules, produint un tumor benigne. Quan aquesta massa de cèl·lules envaeix el teixit circumdant passa a ser un tumor maligne, que pot fer metàstasi (Font: Cancer Genomics)

TIPUS DE CÀNCER

Hi ha dos tipus de càncer: els hematològics i els sòlids. Els càncers hematològics estan relacionats amb la sang i la limfa (leucèmia i limfomes), mentre que els càncers sòlids són tots els altres. Dins dels sòlids, els més freqüents són els carcinomes (teixit epitelial) i sarcomes (teixit connectiu: múscul, os, greix).

La gran majoria de càncers són carcinomes perquè el teixit epitelial està en constant regeneració i divisió cel·lular. Aquest teixit és el que cobreix o delimita el cos o la superfície dels òrgans, cavitats i tubs. Una altra raó és que està més exposats als carcinògens.

LES CAUSES DEL CÀNCER

Les mutacions gèniques que poden donar càncer poden ser produïdes per factors externs o ambientals o per factors endògens o intrínsecs.

Dins els factors externs trobem els agents físics (radiacions), químics (dieta, tabac) o biològics (virus o bacteris). En canvi, els factors endògens es poden produir per errors de reparació, on intervé un component d’atzar. Els errors de reparació fan referència als mecanismes que té la cèl·lula per corregir els seus propis defectes quan es replica. A vegades, si es produeix un error, la cèl·lula és capaç de corregir-lo. Però sempre pot passar que l’error no es repari, que per probabilitat és normal que passi.

També s’ha de tenir en compte la predisposició genètica, ja sigui heretant un gen mutat (càncer hereditari) o tenir polimorfismes que donen susceptibilitat al càncer. En aquest últim cas la participació de l’ambient és molt important.

ES POT PREVENIR EL CÀNCER?

Cada any més de 450.000 persones són diagnosticades de càncer. Aquesta xifra fa referència a la incidència, és a dir, al nombre de nous casos anuals. No s’ha de confondre amb la prevalença, que és el nombre total de casos (Figura 2). Els experts estimen que més de 4 de 10 casos podrien ser previnguts, a partir de canvis en l’estil de vida.

incidenceprevalence4
Figura 2. Imatge representativa de la incidència, prevalença i mortalitat. La incidència són els casos nous en un període de temps determinat. En canvi, la prevalença són els casos totals (se’ls ha diagnosticat càncer o ja estan curats) (Font: Epi-demio-logy, modificat)

La prevenció és el conjunt d’accions que es poden realitzar amb l’objectiu de:

  • Disminuir la incidència: al voltant d’un 40% dels càncers es poden evitar amb hàbits de vida saludables.
  • Disminuir la mortalitat: detectar el càncer en les seves etapes més primerenques i aplicar tractaments més específics.

S’ha de tenir en compte que, tot i portant un estil de vida sa, això no és garantia de no patir càncer. Per exemple, pot ser que un fumador actiu visqui tota la seva vida sense arribar a patir la malaltia, mentre que algú que mai ha fumat cap cigarreta desenvolupi un càncer de pulmó. Però hi ha molts estudis que demostren que algú que mai ha fumat està més lluny de desenvolupar o morir de càncer que un fumador.

12 CONSELLS PER PREVENIR EL CÀNCER

La prevenció és important perquè ajuda a reduir el risc de patir la malaltia. Portant un estil de vida sa i seguint els següents consells (Figura 3) et poden ajudar a prevenir el càncer:

  1. No fumis: 1 de cada 3 càncers està relacionat amb el tabac.
  2. Evita el fum del tabac: a casa i a la feina.
  3. Mantingues un pes saludable: reduiràs també el risc davant de moltes altres malalties.
  4. Fes exercici físic cada dia: com a mínim 30 minuts d’intensitat moderada.
  5. Menja saludablement: augmenta el consum de fruita, verdura, llegums i cereals integrals i limita les carns vermelles.
  6. Limita el consum d’alcohol: si pots evitar-ho, millor.
  7. Cuida la teva pell del sol: utilitza protecció i evita les cabines de raigs UVA.
  8. Protegeix-te de contaminants: si estàs exposat a substàncies cancerígenes a la feina.
  9. Redueix els nivells de radó: si esbrines que hi estàs exposat al teu domicili.
  10. Si ets dona és aconsellable la lactància materna per reduir el càncer de mama. Evita la teràpia hormonal substitutiva (THS).
  11. Vacunació: contra l’hepatitis B en nounats i contra el virus del papil·loma humà (VPH) en nenes.
  12. Participa en programes de detecció precoç del càncer colorectal, de mama i cervicouterí.
prevencio.jpg
Figura 3. Consells d’hàbits saludables per prevenir el càncer (Font: Codi Europeu Contra el Càncer)

REFERÈNCIES

MireiaRamos-catala

ADN: la solució per combatre les caques de gos

Vas caminant tan tranquil·lament pel carrer i de sobre notes una olor desagradable. Mires a un i altre costat i no veus res, però la olor encara hi és. Llavors aixeques un peu amb por i, efectivament, has trepitjat una caca de gos i aquesta desagradable olor t’acompanyarà una bona estona. No ho pots negar, a tots ens ha passat. Però l’ADN pot posar fi a l’incivisme d’algunes persones. Si no t’ho creus, et proposo que segueixis llegint. 

LES CONSEQÜÈNCIES DE L’INCIVISME D’ALGUNS PROPIETARIS DE GOS

Tenir un gos no és només donar-li de menjar i jugar amb ell, sinó que els seus propietaris són responsables de recollir les seves necessitats i desparasitar-lo, però encara són poques les persones que ho fan.

Al carrer, en parcs infantils o davant de la porta de casa nostra podem trobar la femta d’un gos perquè el seu amo no l’ha recollit. Tot i que s’han fet moltes campanyes contra l’incivisme d’alguns propietaris de gos i també hi ha sancions econòmiques, a dia d’avui és un problema pendent de solucionar.

L’abandonament d’excrements de gos no és només un problema estètic, sinó que va més enllà perquè les femtes parasitades són un problema de salut pública. Si les femtes no es recullen aviat, els ous o quists presents en elles poden transformar-se en formes infectants i representar un perill per a les persones o nens que arribin a jugar al parc. La pluja dissipa les femtes i la gent no les veu, però els paràsits continuen allà.

Els paràsits intestinals causen malalties de diferent caire tan en els gossos i gats com en les persones, especialment en els nens i en les persones immunodeprimides (VIH, malalts trasplantats o amb algun tipus de càncer que són sotmesos a teràpies immunosupressores prolongades).

Els paràsits poden provocar diferents afectacions a l’estómac i intestins, però una de les més greus és en els ulls. El paràsit Toxacara canis pot comportar la pèrdua total de la visió de l’ull que infecta.

EL PROJECTE CAN-ID

Oscar Ramírez és el responsable del projecte Can-ID (Figura 1), desenvolupat per l’empresa catalana Vetgenomics SL per combatre les femtes en espais públics. Aquest es un sistema d’identificació canina per ADN, basat en un xip de 128 marcadors (SNPs).

logo_can-id_web
Figura 1. Logo Can-ID (Font: Vetgenomics SL)

El seu objectiu és identificar a tots els gossos d’un municipi amb un xip per aconseguir un cens dels gossos. Quan un tècnic autoritzat de l’ajuntament es trobi un excrement de gos, n’agafarà una mostra i l’enviarà a analitzar. Després es mirarà si l’ADN extret d’aquest mostra coincideix amb el xip d’algun gos censat i es podrà saber qui és l’amo del gos. Finalment, se li podria aplicar la multa pertinent a aquesta persona incívica.

Aquest projecte consisteix en dues fases:

Fase 1: Identificació genètica de tots els gossos del municipi

  • Implicació dels veterinaris en la recollida de mostres de sang o saliva
  • Placa identificativa amb codi QR, que el propietari pot activar en cas de pèrdua del gos
  • Transport amb sistema de custòdia de les mostres
  • Anàlisis de les mostres i obtenció dels perfils genètics
  • Creació, gestació i conservació de la base de dades amb els perfils genètics dels gossos del municipi

Fase 2: Identificació de propietaris incívics

  • Propietari incívic no recull els excrements del seu gos de la via pública
  • Recollida de mostres en presència de membres de la policia local
  • Transport amb sistema de custòdia de les mostres
  • Anàlisis de les mostres d’excrements en un laboratori especialitzat en mostres no invasives
  • Comparació del perfil genètic de l’excrement amb la base de dades. Identificació del gos

Per què es pugui realitzar la primera fase, el municipi ha de modificar les ordenances municipals ja que, a més d’obligar a censar els gossos i colocar-los un xip d’identificació, els propietaris també els sotmetin a una analítica de sang que serveixi per fer una base de dades.

A diferència del que molts puguin pensar, la identificació genètica no té un gran cost. És més, el cost de la neteja del municipi és major. La primera fase té un cost d’uns 35€ per mostra i inclou l’extracció d’una mostra per part d’un veterinari i la seva custòdia, de la clínica veterinària fins el laboratori, per l’anàlisi. La segona fase ronda també els 30€ i la quantia de la multa està al voltant dels 300-600€, depenent del municipi. Per tant, els municipis que apliquin aquest sistema recuperarien la inversió.

Parets del Vallès (Barcelona) és el primer poble en implantar aquest sistema. Els 3 primers mesos l’ajuntament és qui paga l’extracció de mostres i la seva custòdia, mitjançant una campanya de conscienciació.

PER QUÈ ESCOLLIR CAN-ID?

A part de que aquest sistema té un nombre major de marcadors respecte a altres sistemes d’identificació (Taula 1), també té controls interns de contaminació.

Aquest sistema permet descartar els falsos positius. Pot ser que un gos orini sobre d’una femta que hi hagi a la via pública. Això contaminaria la mostra, però Can-ID és capaç d’identificar si la mostra conté més d’un ADN. Si és així, la mostra es descartaria.

També pot passar que el gos no estigui censat o que sigui d’una altra població. Però es pot fer un retrat robot i fer pressió més forta sobre els amos de gossos que compleixin amb les característiques del retrat robot (per exemple: color de pèl).

taula 1 cat.jpg
Taula 1. Comparació del sistema Can-ID respecte a altres sistemes d’identificació (Font: Oscar Ramírez, assignatura Genòmica Comparativa pertanyent al Màster Citogenètica i Biologia de la Reproducció de la UAB)

A més de la identificació dels propietaris incívics que no recullen les femtes de la via pública, Can-ID també pot aplicar-se per la identificació genètica i proves de paternitat o el seguiment de poblacions salvatges de llop a partir de mostres no invasives (femtes, pèl, orina).

Esperem que més municipis es sumin a aquesta iniciativa i es redueixi l’incivisme d’algunes perones, que pot afectar a la salut pública.

REFERÈNCIES

MireiaRamos-catala

La història de l’Abrahim: el nen amb ADN de 3 persones

El passat 27 de setembre els mitjans de comunicació es feien ressò de la notícia del primer naixement d’un nen amb ADN de tres persones, mitjançant la tècnica de transferència del fus mitòtic. Quina és aquesta tècnica? És possible tenir ADN d’altres persones a part del dels nostres pares? Tot seguit us explico la notícia en detall.

LA FAMÍLIA

Per situar-nos hem de conèixer bé els pares. Es tracta d’un matrimoni de Jordània, on la dona té 36 anys i pateix una mutació en un gen del seu ADN mitocondrial. Sí, heu llegit bé: ADN mitocondrial. A part de l’ADN nuclear, l’ADN que es troba en el nucli de les nostres cèl·lules i el qual ens referim normalment, també hi ha ADN en els nostres mitocondris. Els mitocondris són petits orgànuls cel·lulars que es troben en totes les cèl·lules eucariòtiques i tenen un paper crucial en l’obtenció d’energia. Són necessaris perquè les nostres cèl·lules respirin i produeixin energia.

Igual que en l’ADN nuclear, l’ADN mitocondrial pot patir mutacions causants de malalties hereditàries, com per exemple la neuropatia òptica hereditària de Leber, una malaltia hereditària poc freqüent que causa ceguera com a conseqüència de la degeneració del nervi òptic.

Doncs bé, la mutació que pateix la protagonista de la noticia en el seu ADN mitocondrial causa la síndrome de Leigh. Aquesta síndrome és un trastorn neurodegeneratiu progressiu d’inici primerenc. Es caracteritza per tenir una neuropatologia consistent en lesions focals en una o més àrees del sistema nerviós central, incloent el tronc cerebral, el tàlem, els ganglis basals, el cerebel i la medul·la espinal. Els símptomes clínics depenen de quines àrees del sistema nerviós central estiguin involucrades.

Els mitocondris s’hereten per via materna, és a dir, només els mitocondris de la mare (i no els del pare) passaran als fills. Per aquest motiu era necessari trobar una solució perquè l’ADN dels mitocondris de la mare no l’heretessin els fills. Anteriorment, la dona havia patit 4 avortaments i havia tingut 2 criatures, que van morir a l’edat de 8 mesos i 6 anys a causa de la síndrome de Leigh. El percentatge de mitocondris amb ADN mutant en la mare és el suficient perquè ella no presenti símptomes de la malaltia i només sigui portadora. No obstant, la probabilitat de transmetre la mutació a la descendència és molt elevada.

LA TÈCNICA: TRANSFERÈNCIA DEL FUS MITÒTIC

La família va recórrer a l’equip del doctor John Zhang, especialista en fertilitat en el New Hope Fertility Center de Nova York, dedicat a la investigació de tècniques per evitar les malalties causades per mutacions en l’ADN mitocondrial.

Actualment hi ha dos mètodes per fer el reemplaçament mitocondrial: la transferència de pronuclis o la transferència del fus mitòtic. En tots dos casos es necessita una donant, la qual tindrà ADN mitocondrial sense cap mutació.

La primera tècnica, la transferència de pronuclis (Figura 1), consisteix en fecundar amb esperma del pare un òvul de la mare i un òvul de la donant. Aleshores, el nucli de cada òvul es fusiona amb el nucli de l’espermatozoide, formant un pronucli. Un pronucli és el nucli de l’oòcit o de l’espermatozoide des de la maduració fins a la fecundació, moment en què es fonen els dos pronuclis i s’origina el nucli del zigot. Llavors s’elimina el pronucli generat en l’òvul de la donant i se li introdueix el pronucli de la mare.

Aquest mètode no es va fer per motius religiosos (la parella és musulmana), ja que la transferència de pronuclis requereix la generació i destrucció de dos embrions per obtenir un de diferent.

pronuclis
Figura 1. Mètode de transferència de pronuclis. Es fecunda amb esperma del pare (groc) un òvul de la mare (groc) i de la donant (lila). Quan es forma el pronucli en cada òvul, s’elimina el de la donant i s’insereix el de la mare en l’òvul de la donant (Font: A Scientist’s Guide to Making Babies…)

Aleshores, l’equip del doctor Zhang va decidir fer una transferència del fus mitòtic (Figura 2). Aquest mètode consisteix en extreure el fus mitòtic de l’òvul de la donant on hi ha el seu ADN nuclear. Amb això queda l’òvul amb els mitocondris sans. Llavors s’insereix el fus mitòtic de la mare, és a dir, el material genètic de la mare, descartant els seus mitocondris mutants. El resultat és un òvul amb mitocondris sans de la donant i l’ADN nuclear de la mare. A continuació es fecunda aquest òvul amb l’esperma del pare.

sin-titulo
Figura 2. Mètode de transferència del fus mitòtic. L’òvul vermell correspon a la mare, del qual s’extreu el fus mitòtic i s’insereix a l’òvul de la donant (taronja), on prèviament s’ha extret el seu fus mitòtic. Després es fecunda aquest òvul amb l’esperma del pare (blau) (Font: Revista Genética Médica, modificació)

En cap dels dos mètodes el nou òvul queda 100% lliure d’ADN mitocondrial matern (ADN mitocondrial amb mutacions), ja que s’estima que al voltant de l’1% d’aquest ADN mitocondrial pot ser arrossegat amb el material hereditari nuclear. No obstant, es considera que aquests nivells són suficientment baixos com per causar la síndrome de Leigh.

LES CRÍTIQUES

Tot aquest procés va ser dut a terme a Mèxic, on la normativa sobre manipulació d’embrions humans és més laxa que a Estats Units, que va negar la llum verda a aquesta tècnica.

Tot això ha guanyat notorietat degut a que la criatura és portadora de 3 ADN diferents, però hi ha una part de la comunitat científica que no està massa d’acord amb tot això ja que els preocupa si no s’han respectat tots els codis ètics. També afecta que l’article on s’explica tot l’estudi encara no hagi estat publicat, i només s’hagi fet públic el resum de l’article.

Amb el mètode de la transferència del fus mitòtic es van generar 5 embrions, on només un va resultar tenir una càrrega cromosòmica normal (46,XY) i va ser implantat a la mare. I 9 mesos més tard va néixer l’Abrahim (Figura 3). Com que és un nen no hi ha risc que pugui passar els seus mitocondris (els mitocondris de la donant) a la seva descendència.

Ara, aquesta família jordana gaudeix del seu nadó sa a casa, tot i que periòdicament s’aniran estudiant els mitocondris del nen, però de moment s’ha detectat la mutació en menys de l’1% dels mitocondris.

dr-zhang-drupal
Figura 3. El doctor John Zhang amb l’Abrahim acabat de néixer (Font: Science)

REFERÈNCIES

MireiaRamos-catala

Què és la teràpia gènica?

En els darrers anys hem sentit a parlar sobre la teràpia gènica i el seu potencial. Però sabem ben bé què és o en què consisteix? En aquest article vull donar a conèixer aquesta  eina prometedora que pot curar algunes de les malalties que les teràpies amb medicaments convencionals no poden. Us parlaré dels seus enfocaments i també dels seus elements clau, on trobem els models animals.

INTRODUCCIÓ

Un clinical trial és un estudi clínic, és a dir, un estudi experimental que es realitza en pacients i subjectes sans per avaluar l’eficàcia i/o seguretat d’un o varis procediments terapèutics i, també, per conèixer els efectes produïts en l’organisme humà.

Des del primer clinical trial fet en humans el 1990, la teràpia gènica ha generat grans expectatives en la nostra societat. Després de més de 20 anys, hi ha molts protocols de teràpia gènica en estat de clínica.

Abans d’aplicar la teràpia gènica en humans és necessari fer estudis pre-clínics, s’han de fer investigacions in vitro o in vivo abans de provar els clinical trials en humans. L’objectiu d’aquests és protegir els humans dels efectes tòxics de les drogues que s’estudien.

Un element important dels estudis pre-clínics són els animals models. Primer s’han de fer tests amb animals petits com el ratolí. Si els resultats són satisfactoris, llavors es passa a animals més grans com els gossos. Finalment, si els estudis donen bons resultats es passa a animals superiors: primats o humans.

QUÈ ÉS LA TERÀPIA GÈNICA?

La teràpia gènica representa una eina prometedora per curar algunes malalties que amb drogues convencionals no es pot. Aquesta teràpia consisteix en transferir material genètic dins de cèl·lules o teixits per prevenir o curar malalties.

Inicialment la teràpia gènica es va establir per tractar pacients amb malalties hereditàries causades per un defecte genètic, però ara, actualment, molts dels esforços de la teràpia gènica estan focalitzats en curar malalties poligèniques o no hereditàries amb alta prevalença (Vídeo 1, en castellà).

Vídeo 1. Extracte del programa Redes (Tv2) on s’explica què és la teràpia gènica (Font: YouTube)

ENFOCAMENTS EN TERÀPIA GÈNICA

Hi ha dos tipus d’enfocaments en teràpia gènica (Figura 1):

  • Teràpia gènica in vivo: introduir un gen terapèutic dins un vector que és administrat directament al pacient. El vector transferirà el gen d’interès en el teixit estimat per produir la proteïna terapèutica.
  • Teràpia gènica ex vivo: transferir el vector que porta el gen terapèutic a cèl·lules cultivades del pacient. Després, aquestes cèl·lules genèticament modificades són reintroduïdes al pacient on expressaran la proteïna terapèutica.
in-ex-vivo
Figura 1. In vivo: el gen terapèutic és inserit al vector, que serà l’encarregat de transportar-lo al teixit diana (ex: fetge) a través d’una injecció. Ex vivo: s’extreu una mostra de cèl·lules del pacient per cultivar-les i modificar-les genèticament. Un cop fet això es tornen a reintroduir al pacient (Font: CliniGene – Gene Therapy European Network)

ASPECTES CLAUS DE LA TERÀPIA GÈNICA

Quan dissenyem un enfocament de teràpia gènica hi ha alguns aspectes claus a tenir en compte:

1/ GEN TERAPÈUTIC

És el gen d’interès que és introduït a l’organisme per contrarestar la malaltia. Per una banda, per malalties causades per la pèrdua o disfunció d’una sola proteïna, el gen que es transfereix és fàcilment identificable, sent només una còpia correcta del gen la que causa la disfunció. Per altra banda, per malalties amb origen més complex, l’elecció del gen terapèutic és més complicada i s’hauran de fer més estudis per conèixer bé la malaltia.

2/ VECTOR

És el vehicle per el qual el gen d’interès és transportat a les cèl·lules diana. El vector perfecte hauria de ser transferit a les cèl·lules diana sense activar la resposta immunitària ja sigui en contra d’ell mateix o del gen terapèutic. Per ara no existeix un vector universal per tractar qualsevol malaltia.

2.1/ VECTORS VIRALS

Aquest tipus de vectors deriva dels virus, però això no és un problema perquè molts o tots els gens virals són reemplaçats pel gen terapèutic. Això significa que els vectors virals no causen malalties patogèniques perquè el gen és eliminat.

2.2/ VECTORS NO VIRALS

Aquest tipus de vectors no deriva dels virus, però el gen terapèutic forma part d’un plàsmid.

3/ CÈL·LULES DIANA

Qualsevol cèl·lula que tingui un receptor específic per un antigen o anticòs, hormona, droga… El gen terapèutic ha de ser dirigit a les cèl·lules diana d’un teixit específic.

4/ VIES D’ADMINISTRACIÓ

El gen terapèutic ha de ser administrat a través de la via més apropiada. El tipus de via dependrà, igual que el vector, del teixit diana, l’òrgan a manipular o de la malaltia a tractar.

5/ MODELS ANIMALS

Són utilitzats per veure què passa en un organisme viu. S’utilitzen principalment en la investigació per aconseguir el progrés dels coneixements científics, ja que molts processos cel·lulars bàsics són els mateixos en tots els animals i així es pot entendre el que li passa al cos quan té un defecte; com a models per a l’estudi d’una malaltia, perquè els éssers humans i els animals comparteixen moltes malalties i permeten saber com respon el sistema immunològic; per desenvolupar i provar mètodes potencials del tractament, sent una part essencial de l’aplicació de la investigació biològica a problemes mèdics reals i que permeti la identificació de noves dianes per a la intervenció de la malaltia; i, finalment, per protegir la seguretat de les persones, animals i el medi ambient, els investigadors han mesurat els efectes del compost beneficiosos i nocius en l’organisme, la identificació de possibles problemes i determinar l’administració de la dosi.

La disponibilitat de models animals és clau per fases preclíniques, ja que permet l’avaluació exhaustiva de la seguretat i l’eficàcia dels protocols de teràpia gènica abans de qualsevol assaig clínic humà.

En un futur pròxim, la teràpia gènica serà una efectiva alternativa als esforços farmacològics i permetrà el tractament de moltes malalties en les que ara mateix el tractament farmacològic sol no és adequat. Així, la teràpia gènica és una eina terapèutica que ens ofereix un nombre il·limitat de possibilitats per aconseguir i desenvolupar teràpies millors i més efectives per a malalties que abans eren incurables.

REFERÈNCIES

MireiaRamos-catala