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Las enfermedades raras o huérfanas

18 domingo Feb 2018

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Las enfermedades raras, tradicionalmente huérfanas, han pasado a tener una gran importancia en la última década. Incluidas las de origen genético, son aquellas enfermedades que afectan a un pequeño número absoluto de personas o a una proporción reducida de la población. Son crónicas y con frecuencia progresivas, degenerativas, presentándose con elevada morbilidad y mortalidad. Conllevan una gran cantidad de síntomas que afectan a distintas capacidades, así los síntomas son en el plano físico, sensorial, mental y de comportamiento, los síntomas pueden afectar a cada persona de manera diferente. Una enfermedad para ser considerada rara no debe afectar a más de 24.000 personas.

 

  

 

Las enfermedades raras son graves y bastante limitantes, uno de cada tres afectados pierde la autonomía personal, una carga para los familiares de los pacientes.

 

  

 

Dos de cada tres enfermedades raras se manifiestan antes de que el niño cumpla dos años. Suelen aparecer durante la primera infancia. Entre el 50 y el 75% afectan a la infancia y un 30% de los pacientes mueren antes de los 5 años. El retraso en el diagnóstico, de 5 a 7 años de promedio, los tratamientos inexistentes o inadecuados, dificultades sociales por el empobrecimiento económico y la discriminación global, hacen que la solución tenga que ser integral.

 

  

 

Afectan a una proporción muy pequeña de la población (1 de cada 2.000 personas en Europa), en la actualidad hay descritas más de 6.000 enfermedades raras, con una repercusión global importante, entre un 6 y 8% de la población,

 

·         en todo el mundo 300 millones de personas

 

·         en Europa entre 27 y 36 millones de personas

 

·         en EEUU unos 30 millones de personas

 

·          en España más de 3 millones

 

 

 

En España hay 50 enfermedades raras que afectan únicamente a algunos miles de personas, unas 500 de ellas sólo en varios centenares de personas y el resto hasta llegar a las 7.000 enfermedades afectarían sólo a decenas de personas. 

 

 

 

La enfermedad rara más frecuente en España es el síndrome de aceite tóxico, afecta a casi 15.000 personas, su origen a principios de los 80, con la intoxicación masiva por la ingesta de aceite de colza desnaturalizado.

 

  

 

Muchas de las enfermedades raras son de carácter hereditario, conocer qué genes están implicados en una enfermedad rara permite, poder llevar a cabo un diagnóstico temprano y plantear posibles tratamientos para la enfermedad. El desarrollo de técnicas de secuenciación del genoma humano y analizar la parte codificante del mismo (exoma), ha ampliado la posibilidad de identificar mutaciones y sus genes.

 

  

 

El diagnóstico de las enfermedades raras se suele producir con un retraso medio de cinco años. Es importante estudiar la historia familiar para conocer el patrón de herencia y saber las posibilidades de riesgo. La asesoría genética es importante en estas personas con altas posibilidades: “diagnósticos presintomáticos”, que se pueden realizar en las unidades genéticas de los hospitales, derivados de atención primaria.

 

 

 

 La definición de medicamento huérfano cambia según los estamentos. El Reglamento (CE) 141/2000 del Parlamento Europeo y del Consejo de la Unión Europea(UE), de 16 de diciembre de 1999, lo define: “una medicina a) para tratar una enfermedad que amenaza la ida del paciente o la debilita de forma crónica, b) que no afecta a más de 5 personas por 10.000 o para la cual se espera un bajo retorno de inversión si no se ofrece un incentivo adicional y c) para el cual se carece de tratamiento alternativo o el nuevo medicamento brinda beneficios adicionales a los pacientes comparado con los tratamientos disponibles “. La autorización de comercialización corre a cargo, del Comíté para Productos Medicinales Huérfanos y del Comité para Productos Medicinales Humanos.  Desde 2005, los medicamentos huérfanos sólo pueden obtener la autorización de comercialización mediante un procedimiento centralizado en la EMEA. Se sabe poco de la fisiopatología de estas enfermedades y es difícil reclutar a suficientes pacientes para realizar ensayos clínicos. La EMEA (European Medicines Agency) ha autorizado la comercialización de 47 medicamentos huérfanos y entorno a 1.000 se encuentran en  fase de investigación.

 

  

 

En España, algunos centros, como:

 

  • el Instituto de Salud Carlos III y el CIEMAT (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas) llevan a cabo estudios sobre enfermedades raras

 

  •   el CIBERER (Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras), coordina a los grupos de investigación que trabajan en estas patologías desde diferentes comunidades autónomas 

 

  • ORPHANET es el portal de información de referencia de enfermedades raras y medicamentos huérfanos (inventario, listado de medicamentos, directorio de centros expertos, laboratorios clínicos, proyectos, ensayos clínicos, plataformas tecnológicas y asociaciones de pacientes). 

 

  • SEAGen es la Sociedad Española de Asesoramiento Genético, proporciona formación continua al profesional médico.

 

 

 

 El informe de la Comisión Nacional de Enfermedades Raras del gobierno de EEUU en 1989 fue el que por primera vez llamó la atención pública. El Consejo de Europa, (2009/C151/02) señaló 7 recomendaciones cuyas líneas de acción se dirigen a la mejora de su reconocimiento y visibilidad, al apoyo de planes nacionales de Estados Miembros y al fortalecimiento de la cooperación y coordinación. En España la Estrategia en Enfermedades Raras del Sistema Nacional de Salud presenta 7 grandes líneas de actuación (indicadores de salud, prevención, detección precoz, atención socio-sanitaria, terapias, investigación e información).

 

  

 

El 29 de febrero se celebra el día Mundial de las Enfermedades Raras.

 

  

 

Bibliografía:

 

 

 

·         OMS, Boletín informativo

 

Volumen 90, nº 6, junio 2012

 

 

 ·         Jules J. Berman; “Enfermedades raras y medicamentos huérfanos: Claves para comprender y tratar las enfermedades comunes”Ed. Elsevier,2015

 

 

 

 Links relacionados: 

 

 

 

·         ministerio de sanidad: enfermedades raras

 

https://www.msssi.gob.es/ciudadanos/asocEnfermosYFamiliares/enfermedadesRaras.htm

 

 

·               feder

 

      fEDERACION ESPAÑOLA DE ENFERMEDADES RARAS

 

https://enfermedades-raras.org/index.php/ayudanos/hazte-socio-colaborador?gclid=EAIaIQobChMIov-n_q6s2QIVz7ftCh3KpQyYEAAYASAAEgK5bfD_BwE

 

 

 

·         FEDERACIÓN ESPAÑOLA ENFERMEDADES METABÓLICAS HEREDITARIAS

 

https://metabolicos.es/

 

 

 

·         ORPHANET

 

PORTAL DE ENFERMEDADES RARAS

 

http://www.orpha.net/consor4.01/www/cgi-bin/?lng=ES

 

 

 

     ·         oms enfermedades raras

 

http://www.who.int/bulletin/volumes/90/6/12-020612/es/

 

 

 

    ·         EURODIRS

 

ORGANIZACIÓNes europeas de Enfermedades raras

 

https://www.eurordis.org/es/content/federaciones-de-enfermedades-raras

 

 

 

·         Lista de enfermedades raras

 

https://www.hon.ch/HONselect/RareDiseases/index_sp.html

 

 

     ·         ema

 

medicamentos de enfermedades raras

 

https://www.eupati.eu/es/registro/comites-de-la-ema-comite-de-medicamentos-huerfanos-comp/

 

  

 

·         CIBERER

 

centro de investigación biomédica en red, enfermedades raras

 

http://www.ciberer.es/noticias/el-ciberer-coorganiza-un-simposio-internacional-sobre-aplicaciones-de-la-edicion-genetica-en-enfermedades-raras

 

  

 

·         INSTITUTO GENÉTICA Y GENÓMICA FUNDACIÓN JIMENEZ DÍAZ

 

https://www.fjd.es/iis_fjd/es/areas-grupos-investigacion/genetica-genomica

 

 

 

 

 

·         seagen

 

sociedad española de asesoramiento genético

 

http://seagen.org/

 

   

 

·         IMEGEN TEST GENÉTICOS

 

https://www.imegen.es/

 

 

 

·         GENYCA LABORATORIO DE ENFERMEDADES RARAS

 

http://www.genyca.es/analisis-geneticos/enfermedades-raras/

 

Un gen un enzima

13 sábado Ene 2018

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gen enzima

A Edward L. Tatum, George W. Beadle y Joshua Lederberg les fue concedido el Premio Nobel de Medicina y Fisiología en 1958 compartido por sus contribuciones al conocimiento del mecanismo genético, trabajos con los mutantes nutricionales de Neurospora crassa y por la formulación de la Hipótesis “un gen-una enzima”: hay una relación entre los genes y las enzimas que gobiernan los pasos metabólicos, de manera que la alteración en un gen produce el bloqueo de un determinado paso metabólico que está controlado por un enzima. Establece el modelo de relación entre el genotipo (los genes) y el fenotipo (rasgos externos).
El desarrollo y funcionamiento de un organismo consiste en un sistema integrado de reacciones químicas controladas por los genes. Estos genes controlan o regulan reacciones específicas al actuar como enzimas: genética fisiológica.

 

 
La primera mitad del siglo XX se desarrollaron las dos disciplinas base de la biología molecular: la genética y bioquímica. Uno de los principales estudios fue realizado por Beadle y Tatum en 1941. Demostraron esta correlación entre los genes y los enzimas a través de las rutas metabólicas que se dan en la síntesis de aminoácidos. Los procesos celulares pueden estudiarse como reacciones químicas.

 

 
Su hipótesis se basa en los estudios de nutrición de mutantes bioquímicos del moho rojo del pan Neurospora crassa, un tipo de molde de pan rojo del phylum Ascomyceta. . Un organismo haploide, con un solo juego de cromosomas, que en un determinado momento de su ciclo vital pasa por un estado diploide, con dos juegos de cromosomas, sufre la meiosis para originar las esporas sexuales. Su genoma completo de siete cromosomas ha sido secuenciado. Estos experimentos fundaron la ciencia llamada “genética bioquímica” convirtiéndose en genética molecular.

 

Ciclo neurospora

neurospora
Los mutantes nutricionales son incapaces de crecer en medios mínimos, mientas que las cepas normales de Neurospora pueden crecer en medios mínimos que contienen sustancias simples como azúcar, algunas sales y ácidos orgánicos, una fuente de nitrógeno (nitrato y tartrato amónicos) y la vitamina biotina. Se han establecido tres capas mutantes:
• Capacidad de sintetizar B6
• Capacidad de sintetizar la mitad de tiazol de la molécula B1
• Para-aminobenzoico no está sintetizado

 

 
Mutaciones provocadas experimentalmente por los rayos X. Las esporas irradiadas se hacían crecer en un medio mínimo. En el que solo crecían las esporas que carecen de alteraciones en las rutas metabólicas:
• las esporas normales (prototrofas)
• las esporas mutantes (auxótrofas) no generan hifas.

 

 
Cada espora se ponía a crecer en un medio completo y se cruzaba por una estirpe normal. El siguiente paso consistía en averiguar el paso metabólico volqueado de cada estirpe mutante. Para ello tomaban esporas individuales (normales y mutantes) descendientes de los cruzamientos y las crecían:
a) primero en medio completo para multiplicarlas
b) replicaban las muestras en medio mínimo (solo crecen las normales), identificando como mutantes las cepas que no crecen en el medio mínimo
c) Las estirpes mutantes se sembraban:
– Medio mínimo
– Medio mínimo suplementado con todas las vitaminas
– Medio completo

Experimento neurospora
De esta manera se identifica si el paso bloqueado pertenecía a alguna ruta de síntesis de aminoácidos o de vitaminas. Si la estirpe mutante solo crecía en el medio completo y en el suplementado con todos los aminoácidos, deducían que el bloqueo se encontraba en alguna ruta de síntesis de aminoácidos. Posteriormente, crecían la cepa mutante en medio mínimo y en medios suplementaos con cada uno de los 20 aminoácidos. Así identificaban el aminoácido que no podían sintetizar y que necesitaban para crecer.

 

 
Supusieron que cada mutante tenía un paso metabólico bloqueado distinto. Supusieron que cuando se suplementa el medio mínimo con un compuesto posterior al punto de bloqueo el mutante puede producir el compuesto final y crecer, mientras que si se suplementa con un compuesto anterior al punto de boqueo no puede crecer.
Cuantos menos mutantes crecen con una sustancia, tanto más hacia el principio de la ruta estará esa sustancia.

 

 

 

Precursor…………arginina 1…….Ornitina……….arginina 2…….Citrulina….arginina 3.….Arginina
El mutante arginina1 debe estar bloqueado en un paso anterior a ornitina, ya que crece con todas las sustancias posteriores (Ornitina, Citrulina y Arginina)
El bloqueo de una reacción o paso de una ruta metabólica, por falta de enzima o fallo en el funcionamiento del enzima que controla ese paso , produce la acumulación en las células del compuesto inmediatamente anterior al paso alterado.

 

 

 

Neurospora crassa es muy útil para el estudio de eventos genéticos que ocurren en meiosis individuales. Los estudios de este tipo, establecieron el fenómeno de la “conversión de genes” cuando ocurre un evento de recombinación molecular cerca de los marcadores genéticos en estudio, los estudios sobre la conversión de genes permitieron conocer los detalles del mecanismo molecular de recombinación. La comprensión de la recombinación es interesante en problemas biológicos, como en la recombinación y reparación recombinatoria en el cáncer (BRCA1) y la función adaptativa de la meiosis.

 

 

George Wells Beadle
Estudio Ciencias en la Universidad de Nebraska, comenzó a trabajar en el Instituto de Tecnología de Caliornia en 1936, fue profesor adjunto de Genética de la Universidad de Harvard y de Stanford. En 1956 presidió la American Association for the Advancement of Science (AAAS). Falleció en 1989.

 

 

Edward Lawrie Tatum
Biólogo y químico estadounidense, estudió Química, Biología y Microbiología en Chicago y Wisconsin, doctorándose en nutrición y metabolismo de las bacterias. A partir de 1957 trabajó de profesor en el Instituto Rockefeller de Nueva York. Falleció en 1975.

 

 

Joshua Lederberg
Medico estadounidense, estudió Medicina en la Universidad de Columbia, en Nueva York. Trabajó como profesor de Genética en la Universidad de Wisconsin-Madison, fue nombrado director del Departamento de Genética de la Universidad de Stanford y director de los laboratorios Kennedy de Biología Molecular. Falleció en 2008.

 

 

Bibliografía:

• Beadle GW, Tatum, EL; “Genetic Control of Biochemical Reactions in Neurospora”; Proc. Natl. Acad. Sci USA; 1941

Haz clic para acceder a pnas01634-0009.pdf

 

• Adriana María Salazar Montes, Ana Soledad Sandoval Rodríguez, Juan Socorro Armendáriz Borunda; “Biología Molecular. Fundamentos y aplicaciones en las ciencias de la salud”, 3ª edición, Ed. Mc. Graw Hill; 2016

 

• Carlos Beas, Daniel Ortuo, Juan Armendáriz; “Biología Molecular. Fundamentos y aplicaciones”, Ed. Mc Graw Hill; 2009.

 

Links relacionados:

 

• Fungal Genetics Stock Center
http://www.fgsc.net/

 

• Ingeniería molecular de enzimas. IATA
https://www.iata.csic.es/es/colaboracion/capacidades-de-los-grupos-de-id/ingenier%C3%ADa-molecular-de-enzimas

 

 

 

 

 

Tijeras moleculares: CRISPR

18 lunes Dic 2017

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La tecnología CRISPR (clustered regularly interspaced short palindormic repeats) es una reciente herramienta de edición del genoma que actúa como unas tijeras moleculares capaces de cortar cualquier secuencia de ADN del genoma de forma específica y permitir la inserción de cambios en la misma.

 
Para manipular secuencias del genoma de organismos vivos destacan actualmente:
• las nucleasas de dedos de zinc (ZFN): proteínas sintéticas cuyas regiones de unión a ADN les permiten cortar el ADN en puntos específicos.
• las nucleasas sintéticas tipo activadoras de transcripción (TALEN)
• las nucleasas de secuencias palindrómicas inversas (CRISPR-Cas): son más eficientes y pueden llegar a más genes que ambas técnicas.

 
El sistema CRISPR-Cas es un mecanismo de defensa procariótico empleado por algunas bacterias para eliminar virus o plásmidos invasivos, estas regiones eran un sistema inmune para microorganismos. El sistema consta de un componente proteico Cas9 con actividad nucleasa, que corta el ADN, un ARN, conocido como ARN guía, que dirige al anterior dominio catalítico hacia la secuencia de ADN que se quiere editar. Cas9 es una nucleasa, una enzima especializada en cortar ADN, con dos sitios de corte activos (HNH y RuvC), uno para cada cadena de doble hélice.

 

CRISPR~3

 
Su funcionamiento es sencillo:
a) el sistema se programa para que vaya a un lugar determinado del genoma de un ser vivo, donde se produce un corte
b) la célula del organismo lo repara, momento en el que se edita
así un sistema bacteriano puede ser transferido a células humanas in vivo y sigue funcionando.
Al administrar la proteína Cas9 y los ARN guía apropiado a una célula, el genoma de esta puede cortarse en los lugares deseados, cuyas secuencias serán complementarias a las de los ARN guía utilizado. Esto permite la eliminación funcional de genes o la introducción de mutaciones (tras la reparación del corte utilizado por la maquinaria celular de reparación del ADN) para estudiar sus efectos.

 
En el 2005, tres grupos de investigación independientes mostraron que algunos de los espaciadores de los CRISPRs se derivan de diversas fuentes de ADN como ADN de fagos y ADN extracromosomal como los plásmidos. Fue el grupo de Francisco J. Mojica de la Universidad de Alicante quién primero se dio cuenta que las secuencias CRISPR y los espaciadores asociados podían formar parte de algún sistema inmune propio de estos microorganismos procarióticos. El microbiólogo se dio cuenta que tenía algo importante delante, pero no consiguió financiación del Gobierno.
Jennifer Doudna y Emmanuell Charpentier habían estado explorando de manera independiente a las proteínas asociadas a CRISPR para aprender cómo las bacterias utilizan a los espaciadores en sus sistemas inmunes. Juntas, estudiaron un sistema CRISPR más simple que se basa en una proteína llamada Cas9. Habían identificado los elementos mínimos de los sistemas descubiertos por Mojica con los que se podría cortar el ADN y abrían en 2012 la puerta a la edición de genomas.
En 2015 Jennifer Doudna y Emmanuell Charpentier recibían el premio “Princesa de Asturias de Investigación”.

 
La curación es una de las aplicaciones de la técnica genética, también la creación de armas biológicas y de niños a la carta. Las secuencias CRISPR, podrían curar el cáncer y crear una industria millonaria. El sistema ha sido modificado para hacer factores de transcripción programables que permiten a los científicos silenciar o activar ciertos genes. Puede revertir síntomas de enfermedad en organismos vivos fue demostrado en marzo de 2014, cuando investigadores del MIT curaron a ratones de desórdenes genéticos del hígado.
Actualmente hay una guerra de patentes entre las investigadoras ganadoras del premio Princesa de Asturias y el investigador del MIT propietario de la mayor parte de la patente.

 

Bibliografía:

• Mojica, Francisco J.M; Almendros, Cristobal; “Los orígenes de CRISPR”, Investigación y Ciencia; Octubre 2017, nº 493

 

• Magnus Lundgren; “CRISPR: methods and Protocols”, Ed. Human Press; 2015

 

• Wikipedia

 

 

Links relacionados:

• La revolución del ADN “National geographic”
http://www.nationalgeographic.com.es/ciencia/grandes-reportajes/revolucion-del-adn_10762/1

 

Secuenciación del Genoma Humano

12 domingo Nov 2017

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genetica

La secuenciación del genoma humano determina la secuencia completa de ADN en el genoma de un organismo (el orden de las bases A, C, G y T en un fragmento de ADN): Secuencia de los cromosomas de un organismo con ADN, el contenido en el de mitocondrias y en las plantas en cloroplastos.

 
La secuenciación de genes permite a los científicos identificar variantes funcionales de los estudios de asociación y mejorar el conocimiento a disposición de los investigadores interesados en la biología evolutiva, y sentar las bases para predecir susceptibilidad a la enfermedad y la respuesta a los fármacos.

 
Una de las mayores sorpresas surgidas con la secuenciación del genoma humano es el pequeño número de genes que codifican proteínas, antes se suponía que nuestro genoma incluía 100.000 genes codificadores de proteínas, el número verdadero oscila entre 20.000 y 25.000.
Al alinear los genomas secuenciados, se pueden obtener las mutaciones somáticas producidas, como las sustituciones de bases.

 

Secuenciación del ADN

Secuenciación del ADN - copia
Reacción en cadena de la polimerasa (PCR)
Marcado de las moléculas a secuenciar por radiactividad o fluorescencia
Métodos clásicos de secuenciación:
Químico de Maxam y Gilbert
Enzimático de Sanger
Separación de las cadenas de ADN marcadas por electroforesis en geles desnaturalizantes
Segmentación automática empleando el método enzimático:
Segmentación con cebadores fluorescentes
Secuenciación con terminadores fluorescentes

 

 

Secuenciación de alto rendimiento o “next-generation”

 

 

Se pasa de hacer secuenciación a trozos, a lectura de los genomas de manera completa. Las tecnologías de secuenciación de alto rendimiento son capaces de paralelizar muchas operaciones de secuenciación, produciendo miles o millones a la vez, reduciendo los costos , el coste de cada nucleótido pasó de 10 $ en 1990 a 0.01 $ en 2005.
Son las llamadas también secuenciaciones de nueva generación o “next-generation sequencing” (NGS).

GNS 2

 
Financiado por instituciones públicas y privadas, así como desarrolladas y comercializadas dentro de la empresa privada por las compañías de biotecnología.
Este tipo de secuenciación a gran escala ha permitido llevar a cabo una lectura eficiente del genoma humano llegando a encontrar incluso regiones no definidas en el genoma de referencia.

 
Ha producido la identificación de SNPs ( análisis de polimorfismos de una sola base) aún no descritos contribuyendo a un aumento de la tasa de descubrimiento de variantes mediante el estudio de base de un gran número de genomas de diversas poblaciones humanas. De utilidad en la identificación de nuevas variantes, aquellas con relevancia clínica.

 
Las direcciones futuras para la evolución de NGS incluye su uso para analizar lo llamado “biopsia líquida”, analizando las células tumorales circulantes (CTC) por la sangre, que son células que se desprenden del tumor y viajan a otras partes del cuerpo, su uso es útil tanto en el tratamiento de la enfermedad como en el seguimiento de la evolución, en particular en cánceres de pulmón. No solo se conocerá el estado del tumor en tiempo real sino que, dada su simplicidad, se podrá repetir cuantas veces se quiera para conocer con precisión, la evolución del mismo. Permite determinar el tratamiento adecuado para cada paciente, evitando administrar fármacos o tratamientos que pueden causar efectos molestos secundarios o que no sean realmente efectivos.

GNS 1

 
Hitos en la secuenciación del ADN

 
1953; Descrubrimiento de la estructura de la doble hélice de ADN por Watson y Crick.
1972; Tecnología del ADN recombinante, permite el aislamiento de fragmentos definidos de ADN.
1975; Primer genoma secuenciado del bacteriófago X174 por Fred Sanger publicado en Nature, la técnica para leer el ADN consistía en copiar el proceso natural de replicación del ADN.
1977; Se desarrollan métodos de secuenciación:
Allan Maxam y Walter Gilbert, publican “ Secuenciación del ADN mediante degradación químicas”.
Fred Sanger, publica “Secuenciación del ADN mediante síntesis enzimática”.
1980; Fred Sanger y Wally Gilbert reciben el Premio Nobel de química.
1985; Kary Mullis da a conocer la técnica PCR (reacción en cadena e polimerasa) que permite copiar genes específicos con gran rapidez, replicando pequeños fragmentos de ADN.
1986; El laboratorio de Leroy E. Hood en el Instituto de Tecnología de California y Smith anuncian la primera máquina semiautomática de secuenciación de ADN.
1993; Kary Mullis recibe el Premio Nobel de Química.

 

 

Bibliografía:

 
Seán O Hynes, Brendan Pang, Jackeline A James, Perry Maxwell & Manuel Salto-Tellez; “Tissue-based next generation sequencing: application in a universal healthcare system”, British Journal of Cancer 2017

 

Friedman AA, Letai, Fisher DE, Flaherty KT; “Precisión medicine for cáncer with next-generation diagnostics. Nat Rev Cancer 2015

 

Souilmi Y, Lancaster AK, Jung JY, Rizzo E, Hawkins JB, Powles R, Amzazi S, Ghazal H, Tonellato PJ, Wall DP; “Scalable and cost-efective NGS genotyping in the cloud. BMC Med Genomics, 2015

 

Jeremy Mark/ Lubert Stryer/ John L Tymoczko;“Bioquímica”Ed. Reverte, 6ª edición, 2007

 

 

Links relacionados:

 

 

Parque científico de Madrid, Servicios de Genómica

https://fpcm.es/servicios-cientificos/

 

 

Universidad de Córdoba, Servicio de apoyo a la investigación
https://www.uco.es/servicios/scai/genomica.html

 

 

Universidad de Navarra, Medicina onco-hematología
http://www.unav.edu/web/vida-universitaria/detalle-opinion2?articleId=13210930

 

 

Francisco Martínez-Abarca: Métodos de secuenciación masiva

 

 

 

 

 

 

 

Gemelas cromosómicas: ¿gemelas o mellizas?

10 viernes Feb 2017

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En enero ha sido compartido en Facebook con “1.000 me gusta” un extraño caso: Las pequeñas Kalani y Jarani  hijas de una pareja birracial dejaron a todos sorprendidos al nacer con distinto color de piel; las gemelas nacieron en Quincy, Illinois (Estados Unidos).

La madre de las pequeñas  declara: “tenemos unas gemelas cromosómicas. Kalani es blanca con los ojos azules y Jarani es más oscura con los ojos marrones”

Se trata de dos hermanas gemelas, con diferente tonalidad de piel; de madre blanca y padre de color. La madre ha tenido una doble ovulación que dio lugar a que dos espermatozoides fecundaran a los dos óvulos.

 

Se especula si es correcto llamarlas gemelas. Según el diccionario, los gemelos son hermanos nacidos del mismo parto. Las posibilidades que esto ocurra es uno de cada 5oo casos, son casos muy raros, son gemelos bivitelinos o bicigóticos concebidos mediante una doble ovulación de la madre. Los dos óvulos han sido fecundados por dos espermatozoides en el mismo ciclo, por tanto el tiempo de gestación es el mismo y los bebés comparten el útero materno, aunque no comparten bolsa amniótica, y lo más importante: tienen carga genética distinta, lo que se conoce como mellizos. Son dos gestaciones distintas llevándose a la vez.

La palabra “gemelo” deriva de la expresión latina “gemellus” (nacido al mismo tiempo), que se relaciona con la raíz indoeuropea “yem”. Se ha dejado de considerar de esa manera, la palabra “gemelos” ahora es utilizada para referirse a aquellos individuos cuya concepción ocurre a partir de la división de un mismo cigoto y son del mismo sexo, mientras que la palabra “mellizo” se refiere a aquellos embriones que provienen de la fertilización entre gametos distintos y pueden ser de diferentes sexos.

En los gemelos hay una bipartición durante la división celular donde los embriones son generados a partir de un solo cigoto, en los mellizos gametos distintos consiguen la fertilización simultáneamente. Raramente se puede producir polispermia (la fecundación de un óvulo por dos espermatozoides), dando lugar a gemelos semiidénticos, que tienen un alto grado de mosaicismo  y comparten la mitad de un mismo genoma.

 

  • Gemelos monocigóticos

Significa un solo cigoto o proveniente de un mismo cigoto, se originan los individuos por la bipartición celular de un cigoto, que da origen a dos embriones distintos, también llamados gemelos idénticos.

 

  • Gemelos monocigóticos por polispermia

Polispermia significa que más de un espermatozoide fecunda un óvulo, en este caso dos. Contará con sesenta y nueve cromosomas el cigoto. El resultado será un individuo que manifestará un alto grado de mosaicismo y/o quimerismo. Los gemelos monocigóticos no poseen un genoma exactamente igual, se llaman gemelos semi-idénticos. Esto es causado por recibir una nutrición desigual durante la gestación y/o la intervención epigenética después del nacimiento, las variaciones en el desarrollo de ambos puede cambiar sus apariencias durante el crecimiento. Pueden o no compartir el mismo género, en caso de ser de distinto género pueden ser o no similares en su fenotipo. Al ser fertilizado, el óvulo aporta un cromosoma adicional, de modo que se concibe un cigoto de cariotipo XXY. En la mayoría de los casos ambos organismos o personas presentan microquimerismo, es decir, poseen células de su gemelo dentro, las cuales son genéticamente del otro género.

 

  • Gemelos dicigóticos

Los individuos cuya gestación ocurre de manera simultánea y se originan por la fecundación de dos óvulos distintos por dos espermatozoides distintos dan como resultado individuos dicigóticos o  mellizos. Cuando más de un óvulo es liberado, en este caso dos. Puede proceder de un progenitor o de dos progenitores masculinos, en este último caso se llama “superfecundación” o “superfertilización”, en los seres humanos: liberándose más de un óvulo, uno de ellos resulta fecundado durante un acto sexual, luego, en un periodo de entre doce y cuarenta y ocho horas, el otro gameto resulta fecundado durante coito con un sujeto distinto al anterior. De modo que la mitad de la información genética de ambos cigotos proviene de un mismo ser, mientras que la otra mitad procede de dos individuos distintos.

 

Las diferencias de color de la piel que presentan los habitantes de las regiones del mundo se deben a la cantidad de pigmento que se encuentra en las células de la piel, que se conoce con el nombre de melanina.  Cuanto más oscura es la piel, menos es la agresión de los rayos ultravioletas. Así las personas que viven en zonas más cálidas, con más horas/día expuestos al sol, adquieren un color de piel más oscura, que las personas que habitan en regiones templadas o frías con poca incidencia de los rayos solares.

  • Homo sapiens, hace 150.000 años tenía la piel negra.
  • Con las migraciones hacia Asia y Europa, surgen diversas tonalidades de piel:
  1. Negroides: marrón o negro
  2. Caucásicos: piel más clara y/o blanca
  3. Mongoloides: piel amarillenta o marrón

 

El color de la piel está determinado por una herencia cuantitativa genética, por dos pares de genes (alelos), localizados en cromosomas no homólogos: un par aleatoriamente indicado por Aa y Bb.

A y B codifican mayor producción de melanina de la piel con respecto a  y b alelos recesivos, esto provoca una mayor presencia de “melanina” en los genes dominantes.

 

Gen A

A: añade melanina > a: no añade melanina

Gen B

B: añade melanina > b: no añade melanina

 

GENOTIPO                                 FENOTIPO

AABB…………………………………Negro

AABb o AaBB…………………….Mulato oscuro

AAbb o aaBB o AaBb…………Mulato medio

Aabb o aaBb……………………..Mulato claro

aabb………………………………….Blanco

herencia 

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Links relacionados

  • Biología del color de la piel

https://www.youtube.com/watch?v=e6wyo2Y-vjQ

  • Genética: Ministerio de Educación  Proyecto Biosfera

http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/genetica/actividades.htm

Bibliografía

Blanco Rodríguez; Mª Bullon Sopelana, “Genética General”, Ed. Marban, 1994

Strickberger, “Genética”, Ed. Omega, 1978

Scientific American, “Facetas de la Genética”, Ed. Blume 1978

 

 

 

Barbara McClintok: regulación de la expresión génica

16 viernes Sep 2016

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Barbara McClintok, es una científica en el desarrollo de la genética a la altura de Mendel, nació en Connecticut, Estados Unidos,  en 1902. Recibió el Premio Nobel de Medicina y Biología en 1983, por sus hallazgos sobre la existencia de estructuras móviles en los cromosomas. Las investigaciones fueron llevadas a cabo 30 años antes de recibirlo, trabajó sola y en su época no se daba la importancia que tenían sus observaciones, el premio tuvo un carácter retroactivo de sus aportaciones.

Durante la primera mitad del siglo XX, las investigaciones del papel de los cromosomas y los genes, se llevaron a cabo en plantas y el estudio de la mosca del vinagre.

Entre estos estudios uno de los que más han contribuido al conocimiento actual del cáncer fue la Dra. McClintok: “El ciclo de rotura, fusión y puente” y “las mutaciones de los genes” por la radiación fueron descubiertos en esta época. Durante la época como investigadora de Misuri, continuó la línea de mutagénesis mediante rayos X. Las rupturas producidas en el ADN durante la mitosis, desaparecían  las cromatidas rotas dando lugar a uniones después de la replicación del ADN, durante la inferfase de la siguiente mitosis, repitiéndose el ciclo y causando mutaciones masivas. Este ciclo de ruptura, fusión y formación de puentes cromosómicos demostró:

  1. La unión de cromosomas no es un proceso aleatorio
  2. Descubrió un método para producir mutaciones a gran escala, siendo así objeto de estudio en la investigación del cáncer.

Estas investigaciones abren nuevos campos en la biología y la medicina, en los años sesenta se vieron estructuras genéticas móviles en bacterias.

McClintok  llevó a cabo sus estudios en el maíz, vio que ciertas inestabilidades en las células de este, se debían a estructuras que se desplazaban en un mismo cromosoma. Iniciadora de la cartografía genética en el maíz, describió el primer mapa de ligamiento y puso de relieve el papel de los telómeros y centrómeros.

Su trabajo sobre la regulación génica y los elementos de control era complejo y novedoso en su época. Gracias a la reordenación se consigue la creación de gran cantidad de  anticuerpos por parte de los linfocitos de los vertebrados, en las cadenas pesadas las regiones se reorganizan aleatoriamente, pueden producirse unas 24.000 cadenas pesadas de anticuerpo diferente.

En 1939 fue la primera persona en describir los entrecruzamientos que se producen entre cromosomas homólogos durante la meiosis. En 1931 demostró que hay una relación entre el entrecruzamiento cromosómico meiótico y la recombinación de caracteres heredables. Así la recombinación de cromosomas y el fenotipo resultante daban lugar a la herencia de un nuevo carácter.

En los años cuarenta y cincuenta, descubrió el proceso de transposición de los elementos del genoma y lo empleó para explicar cómo los genes determinan características físicas. Los transposones aparecen en material genético procariota y eucariota, intervienen:

  • Enfermedades infecciosas
  • Resistencia bacteriana a los antibióticos
  • Cáncer
  • DNA Recombinante
  • Inmunología

Entre los años 1948 y 1959, desarrolló una hipótesis que explicaba como los elementos transponibles regulan la acción de los genes inhibiendo o modulándolos. Definió a Ds y Ac como unidades de control o elementos reguladores. La regulación génica puede explicar cómo los organismos multicelulares pueden diversificar las características de cada célula, aún cuando su genoma sea idéntico.   Su trabajo para la época era novedoso, sus contemporáneos mostraron desconfianza a sus descubrimientos.

La importancia de sus investigaciones no se valoraron hasta la década de los años 60 cuando los genetistas franceses François Jacob y Jacques Monod llegan a las mismas conclusiones trabajando con el operon lac. Tras la publicación en 1961 por ellos: “Genetic regulatory mechanisms in the synthesis of proteins” en Journal of Molecular Biology, McClintok escribió un artículo en American Naturalist comparando el funcionamiento del “operon lac” con el sistema Ac/Dc de maíz.

En los años 1970 se clonó Ac y Ds, mostrándose que eran transposones de clase II, Ac es un transposón completo, que codifica en su secuencia una transposasa funcional, lo que permite el movimiento a través del genoma.

 

Publicaciones importantes:

  • McClintock, Barbara (1929) “A cytological and genetical study of triploid maize”. Genetics 14:180-222
  • Greighton, Harriet B., and McClintok, Barbara (1931) “A Correlation of Cytological and Genetical Crossing-Over in Zea mays”. Proceedings of the National Academy of Scences 17:492-497
  • McClintock, Barbara (1931) “The order of the genes C, Sh, and W x in Zea Mays with reference to a cytologically known point in the chromosome”. Proceedings of the National Academy of Sciences 17:485-91
  • McClintock, Barbara (1941) “The stability of broken ends of chromosomes in Zea Mays”. Genetics 26:234-82
  • McClintock, Barbara (1945) “Neurospora: preliminary observations of the chromosomes of Neurospora crassa”. American Journal of Botany. 32:671-78
  • McClintock, Barbara (1950) “The origin and behavior of mutable loci in maize”. Proceedings of the National Academy of Sciences. 36:344-55
  • McClintock, Barbara (1953) “Induction of instability at selected loci in maize”Genetics 38:579-99
  • McClintock, Barbara (1961) “Some parallels between gene control systems in maize and in bacteria”. American Naturalist 95:265-77
  • McClintock, Barbara; Kato, T.A. & Blumenschein, A. (1981) “Chromosome constitution of races of maize. Its significance in the interpretation of relationships between races and varieties in the Americas”

 

 

Genes Mutadores

McClintok descubrió el efecto transponibilidad; unidades podían desplazarse físicamente en su posición dentro del mismo cromosma o también entre cromosomas distintos, llamó a estas unidades “elementos de control”, en unos casos puede actuar sobre sus vecinos genéticos inmediatos, y en otro caso, el elemento de control también puede determinar en qué momento se produce la actividad genética. El elemento de control son genes que regulan la actividad de otros genes a niveles muy básicos, contribuyendo con la mutabilidad. Monroe W. Strickberger

 

 

Transposición vía intermediarios de ADN y ARN

Los elementos que se mueven por transposición, se denominan “elementos transponibles” o “transposones”. Se dividen en dos clases generales, dependiendo si se transponen mediante un intermediario de ADN o por un intermediario de ARN.

Las secuencias de inserción se componen solamente del gen de la enzima que participa en la transposición (transposasa) flanqueada por repeticiones invertidas cortas, que son los sitios donde actúa la transposasa. Los transportes complejos se componen de dos secuencias de inserción que flanquean a otros genes, que se mueven como una unidad. Este mecanismo produce la integración de una copia del transposón en una nueva posición del genoma, mientras que la otra copia permanece en su posición original.

Los transposones que se trasladan mediante intermediarios de ADN se encuentran presentes en eucariotas además de en bacterias. El genoma humano contiene 300.000 transposones de ADN, que constituyen el 3% del genoma humano. El movimiento de estos transposones a sitios no específicos del genoma ha jugado un papel fundamental en la evolución estimulando las reorganizaciones de ADN, determinando cambios programados en la expresión génica.

La mayoría de los transposones en las células eucarióticas son “retrotansposones” que se trasladan vía transcripción inversa de intermediarios de ARN.  En el hombre casi hay 3 millones de copias de transposones, constituyendo más del 40% del genoma, la transcripción inversa de intermediarios de ARN, de forma similar a la replicación de los retrovirus. Estos retrotransposones incluyen a las secuencias altamente repetitivas LINE y SINE de los genomas de mamíferos. La Célula. Geoffry M. Cooper & Robert E. Hansman. 

 

Links relacionados:

  • Barbara McClintok en la Universidad de Cornell

https://www.youtube.com/watch?v=DVi5Xxvlt5Y

  • Transposones

https://www.youtube.com/watch?v=91vR-FKBMT4https://www.youtube.com/watch?v=CroyUMRpbxg

https://www.youtube.com/watch?v=iMJiGfP0QX8

 

 

 

 

 

¿Sé hereda la depresión?

25 sábado Jun 2016

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La depresión es resultado de factores sociales, psicológicos y biológicos. También hormonas como la serotonina, la dopamina  están vinculadas a la depresión.

Los factores genéticos y los ambientales son fundamentales en la etiología. Los estudios genéticos se han llevado a cabo en:

  • Estudios de familia
  • Gemelos
  • Adopción

Ya que no siguen un patrón clásico de herencia mendeliana.

Se habla de “susceptibilidad para desarrollar la enfermedad”, el  umbral de susceptibilidad es uno de los que mejor explican la transmisión de la enfermedad, esta susceptibilidad se distribuye de forma continua en la población. De forma que los individuos que sobrepasan un umbral manifiestan la enfermedad. Se piensa que esta enfermedad está determinada por genes de “efecto menor” que son modulados por el ambiente.

 

Los estudios de familia: es la forma más sencilla de estudiar los factores hereditarios implicados en un trastorno, se basan en la observación de la familia y del estudio de la prevalencia del trastorno entre sus miembros, lo que permite calcular el riesgo mórbido familiar para el diagnóstico de interés. Entre los familiares de los afectados es mayor el patrón de enfermedad de depresión, los familiares de primer grado de un paciente con depresión mayor (padres y hermanos, 50% de genes compartidos) existe un aumento importante de la prevalencia de esta patología (15%) respecto a la observada entre la población general (5,4%).

 

Gemelos: comparan las tasas de concordancia para un determinado trastorno en gemelos monocigóticos o idénticos (que comparten todos sus genes) respecto a las tasas en gemelos dicigóticos (solo comparten la mitad de sus genes). Una revisión realizada por Tsuang y Faraone muestra que un 60% de la variabilidad fenotípica presente en la depresión mayor podría ser atribuida a factores genéticos. Otros investigadores lo sitúan alrededor del 40%. “Bases genéticas de la vulnerabilidad a la depresión” (2015).

 

Kendler en una muestra de siete mil gemelos ha identificado acontecimientos estresantes que pueden desencadenar una depresión mayor:

  • Perdida (muerte, separación y otros)
  • Humillación (vivencias vejatorias, separaciones iniciadas)

 

“Riesgos genéticos, número de episodios depresivos previos y eventos estresantes que llevan a una DM” American Journal Psyquiatry (2001), 158, 582-586.

 

Estudios de búsqueda de los genes de riesgo:

1.Estudios de ligamento

 

Se utilizan genealogías en las que la enfermedad se presenta en diferentes familiares y en las que se observa un patrón de herencia mendeliano. Se estudia la segregación de un determinado marcador  genético  y se observa si existe independencia entre la transmisión de la enfermedad  y el marcador.  En caso de que un alelo y la enfermedad se transmitan conjuntamente. Estos estudios permiten calcular el LOD-score (un parámetro estadístico que nos indica cual es la probabilidad de que exista ligamiento entre el marcador genético estudiado y la enfermedad, que se transmitan conjuntamente (LOD-score >3).

 

Uno de los resultados más interesantes corresponde al cromosoma 11. En muestras con depresión mayor recurrente, muestra un LOD-score superior a 3 (4.2) en la región cromosómica 11 pter-p1532. Esta región del cromosoma 11 contiene genes que han sido considerados candidatos para el TDM como la Tyrosina Hidroxilasa (TH), enzima clave en la síntesis de dopamina.  Otro resultado interesante es la región del cromosoma que alberga el gen del transportador de la serotonina (SLC6A4), importante en estudios interacción genética ambiente (GXA).

 

2.Estudios de asociación

 

Es una alternativa a los estudios de ligamiento, son estudios caso control, en el que se compara la frecuencia de un posible alelo de riesgo de un gen candidato en personas afectadas por una misma enfermedad y no emparentadas (grupo caso), con la frecuencia observada en individuos sanos del mismo grupo étnico (grupo control). Si el factor de riesgo analizado se encuentra con más frecuencia en el grupo de casos que en de controles, existe una asociación entre el factor y la enfermedad.

 

Recientemente se ha llevado a cabo un meta-análisis de estudios de asociación genética en depresión mayor en el que se han analizado 20 polimorfismos distribuidos en 18 genes. Cinco genes mostraron una asociación estadísticamente significativa con la depresión mayor: APOE, GNB3, MTHFR, SLC6A3, SLC6A4.

 

El gen SLC6A4 ha sido uno de los más estudiados, ya que codifica la proteína que es diana terapéutica de los fármacos selectivos que inhiben la recaptación de la serotonina,  este gen codifica para el transportador de serotonina y presenta el polimorfismo 5-HTTLPR en la zona promotora, con dos variantes alélicas 528 (L) y  la 484 (S).  La presencia del alelo 484 se asocia a una menor expresión del gen y a un menor número de transportadores de serotonina en la membrana neuronal, se asocia con rasgos de severidad de la depresión (suicidio o melancolía) así como una mayor vulnerabilidad para desarrollar depresión cuando se ha sufrido maltrato en etapas infantiles.

 

 

3.Estudios de interacción gen-ambiente (GXA)

 

Determinados genotipos (genotipos de riesgo) conferirían una mayor probabilidad de sufrir el trastorno en comparación con otros (genotipos de no riesgo) ante una misma exposición a un factor de riesgo ambiental. Los individuos genéticamente vulnerables poseen más riesgo de padecer la enfermedad cuando se exponen a la misma dosis de un determinado factor de riesgo ambiental.

 

Un meta-análisis del equipo de Risch y cols. Concluye que los acontecimientos vitales tienen una potente relación con el incremento de riesgo para sufrir depresión mayor. Las experiencias “tempranas” como el maltrato infantil, pueden afectar al desarrollo del eje hipotálamo-hipófisis-adrenal (HHA) y a las respuestas neurobiológicas al estrés en la edad adulta, y predisponer al individuo para el desarrollo del TDM.

 

 

4.Estudios de genoma completo (GWAS)

 

Se basa en matrices o microarrays de genotipación que permiten rastrear la variabilidad del genoma humano (hasta un millón de marcadores genéticos en un sujeto en un solo experimento) con el objetivo de testar la hipótesis de enfermedad común variante común sin la necesidad de realizar un estudio hipótesis-dirigido sobre la etiología de la enfermedad.

 

 

 

La depresión es un trastorno mental frecuente en el mundo que afecta a 350 millones de personas, es la principal causa de discapacidad y  es una importante carga mundial de morbilidad. Afecta más a la mujer que al hombre, pudiendo llevar al suicidio. Puede aparecer en cualquier momento de la vida siendo más frecuente entre los 18 y 44 años de edad y con una media de inicio alrededor de los 27 años.

 

Entre el 8% y el 15% de las personas sufren depresión a lo largo de su vida. En España afecta al 4-5% de la población (una de cada diez personas), es el país con más tasa de depresivos en la población de edad avanzada.  En Atención Primaria un 20% de los pacientes que acuden a las consultas presentan signos de depresión y alrededor del 50% no son detectados ni diagnosticados.

 

El principal síntoma es la “tristeza”: “no tener energía ni vitalidad, ni ganas de hacer nada”. Los principales síntomas cognitivos: pérdida de memoria, falta de concentración, dificultad en ejecutar las acciones y perdida de flexibilidad cognitiva.

 

Para que haya un diagnóstico depresivo mayor según los criterios del DSM-IV-TR, tiene que presentarse 1 síntoma emocional y 4 síntomas somáticos o cognitivos, y tienen estas manifestaciones que estar presentes como mínimo durante un periodo de 2 semanas.

 

Dependiendo del número y de la intensidad de los síntomas, los episodios depresivos pueden clasificarse:

  • Leves
  • Moderados
  • Graves

 

Las personas con episodios depresivos leves tienen alguna dificultad para seguir sus actividades laborea y sociales habituales, aunque no las suspendan totalmente.

 

Ambos tipos de depresión pueden ser crónicos y recidivantes.

 

Trastorno depresivo recurrente: se caracteriza por

  • Repetidos episodios de depresión
  • Estado de ánimo deprimido
  • Pérdida de interés y de la capacidad de disfrutar
  • Disminución de la energía, disminuyendo la actividad
  • Un mínimo de 2 semanas
  • Ansiedad, alteración del sueño y del apetito
  • Sentimientos de culpa y baja autoestima
  • Dificultades de concentración

 

Trastorno afectivo bipolar: son episodios maníacos y depresivos separados por intervalos con un estado de ánimo normal. Los episodios maníacos cursan:

  • Estado de ánimo elevado o irritable
  • Hiperactividad
  • Logorrea
  • Autoestima excesiva
  • Disminuye la necesidad de dormir

 

 

Margarita Rivera y Peter Mc Gufin en agosto de 2015 han publicado un estudio “locus genéticos asociados con depresión” Genome Med 2015; 7(1):92

Hablan de dos genes implicados que quizás se puedan usar con fines diagnósticos:

  • SIRT1 implicado en la generación de mitocondrias, es la primera evidencia que relaciona este orgánulo energético con la enfermedad mental.
  • LHPP, las pistas son escasas pero se le relaciona con el tiroides. Se suele presentar asociado con el anterior en la Depresión Mayor

 

 

Links relacionados:

  • Estudio genético asociado a la depresión Genome Med

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4548917/ 

  • Bases genéticas de la vulnerabilidad a la depresión

http://med.10-multa.com/himiya/12444/index.html 

  • Confederación de asociaciones de enfermos de salud mental en España

https://consaludmental.org/ 

  • Ministerio de Sanidad, salud mental

http://www.msssi.gob.es/ciudadanos/saludMental/home.htm

 

 

“El Clásico”: hombres pequeños con sueños grandes

16 sábado Ene 2016

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Halkwat Mustafa, es el director y productor de la película “El Clásico”, que se estrenará en febrero y su recaudación irá  destinada a fines benéficos.

Pretende concienciar a la población kurda del problema que sufren la enfermedad de acondroplasia (enanismo). Es la historia de superación de dos hermanos zapateros del Kurdistán, que viajan a España para entregar unas zapatillas deportivas que han realizado al futbolista Cristiano Ronaldo.

Hay 5.000 personas afectadas por esta enfermedad, debido a la endogamia en la zona. La media es de 1 por cada 20.000 habitantes, pero allí es de 40 cada 20.000 habitantes.

 

La acondroplasia es una enfermedad, que se relaciona:

  • en un 75% de los casos con mutaciones genéticas asociadas a la edad parenteral avanzada
  • en el 25% con desórdenes autosómicos dominantes

Una persona con acondroplasia tiene el 50% de probabilidades de heredar esta enfermedad a sus hijos. No todas las personas que nacen con acondroplasia tienen padres con esta misma condición, ya que puede ser el resultado de una mutación. Se cree que la enfermedad no se adquiere necesariamente por herencia genética, ya que hay mutaciones que pueden llevar a una acondroplasia, asociado como veíamos con la edad avanzada de los padres.

El desorden consiste en una modificación al ADN causada por alteraciones en el receptor del factor de crecimiento 3 de los fibroblastos, que genera anormalidades en la formación de cartílago.

El tipo más frecuente de enanismo es de acortamiento de los huesos largos, con mantenimiento de la longitud de la columna vertebral. Las personas con acondroplasia tienen baja estatura, para los hombres la estatura adulta promedio es de 131 centímetros (51,5 pulgadas) y para las mujeres 123 centímetros (48,4 pulgadas) , sin embargo la estatura puede ser tan corta como 62,8 cm (24,7 pulgadas). Una característica distintiva de este síndrome es el gibbus toracolumbar en la infancia.

El 80% de los afectados de acondroplasia no tienen antecedentes familiares del trastorno. El motivo son mutaciones espontáneas o de novo (G1138A o G1138C). Ambas son puntuales, dos pares de bases del ADN se intercambian:

Mutación G1138A: en el nucleótido 1138, la guanina es sustituida por adenina. Es el 98% delos casos de acondroplasia.

Mutación G1138C: en el nucleótido 1138, la guanina es sustituida por citosina. La frecuencia es el 2% de los casos.

En la cadena de aminoácidos la repercusión es el cambio de glicina por arginina.

El Genotipo y sus correspondencias fenotípicas son las siguientes:

  • Homocigoto (G1138A/G1138A), es la forma más grave, es letal en el periodo neonatal. Es necesario que ambos progenitores tengan acondroplastia (heterocigotos, pues los homocigotos no sobreviven), en el 25% de los hijos cuando los progenitores son acondroplásicos.

 

  • Heterocigoto (G1138A/ alelo normal), se puede llegar:
  1. Ambos progenitores tienen acondroplasia, la posibilidad de que el hijo sea heterocigoto es de un 50%.
  2. Uno de los padres es acondroplásico, un 50% de posibilidades de heredarlo.
  3. Heterocigotos, la mayor parte de los casos, se debe a una mutación nueva, padres de estatura normal.[]

[]

Ocurren en los espermatozoides del padre, tener más de 35-40 años supone un factor de riesgo para tener un hijo acondroplásico.

El factor FGFR3 tiene un efecto regulador en el crecimiento de los huesos. En la acondroplasia, el receptor d este factor se encuentra mutado. Este se encuentra activo llevando al acortamiento de los huesos. []

 

El gen mutante fue descubierto por John Wasmuth y sus colegas en 1994. Existen dos síndromes que tienen una base genética similar a la acondroplasia: hipocrondroplasia y la displasia tanatofórica.

 

 

  • Trailer “ El Clásico”

https://www.youtube.com/watch?v=Ttxky8yoD3E

 

  • Entrevista con Halkawt Mustafa

http://www.filmfrasor.no/en/news/2015/el_clasico_halkawt_interview.html

 

  • Fundación ALPE Acondroplasia

http://www.netcom.es/acondro/educativa/verdad_sobre_enanismo.htm

¿Son sanos y seguros, los alimentos transgénicos?

09 sábado May 2015

Posted by in Bioquímica, CIENCIA, Genética

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transgenicos

Una cosa es comer y otra cosa es comer sano y seguro.

Los alimentos transgénicos generalmente se consideran seguros. Sin embargo no hay pruebas suficientes para garantizar la total seguridad. No existen informes de enfermedades o lesiones. Cada alimento transgénico nuevo tendrá que evaluarse de forma individual.

Además de la FDA, la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA, Environmetal Protection Agency) y el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA, U.S. Department of Agriculture) regulan también las plantas y animales modificados genéticamente.

En enero de 2001, el Centro para la Nutrición Aplicada y Seguridad en los alimentos de la FDA (Center for Food Safety and Applied Nutrition) propuso que quienes desarrollen alimentos procesados genéticamente presenten información científica y de seguridad a la FDA al menos 120 días antes de que el producto salga a la venta.

Los alimentos transgénicos son aquellos que han sido producidos a partir de un organismo modificado mediante ingeniería genética y al que se le han incorporado genes de otro organismo para producir las características deseadas. La tecnología del ADN recombinante, manipula secuencias que generalmente codifican genes, posibilitando la extracción de un taxón biológico dado y su inclusión en otro, también la modificación o eliminación de estos genes. Incorporan un gen de resistencia a los antibióticos (gen marcador). El 18% de los cultivos transgénicos son variedades Bt (Bacillus thuringiensis) sobre todo en el maíz, para producir una toxina contra los insectos y el 73% son cultivo transgénicos de soja, maíz, colza y algodón para resistir a herbicidas como el glifosato o el glufosinato.

Alimentos producidos con bioingeniería, OMG o alimentos modificados genéticamente es lo mismo que transgénicos, son nombres alternativos.

En el año 2007, los cultivos transgénicos se extienden a 114,3 millones de hectáreas de 23 países, de los cuales 12 son países en vías de desarrollo y 7 industrializados. En Estados Unidos, el 89% de las plantaciones de soja lo eran variedades transgénicas, el 83% del algodón y el 61% del maíz.

El 99% de la superficie de transgénicos en el 2003 lo aportan: Estados Unidos (63%), Argentina (21%), Canadá (6%), China (4%), Brasil (4%) y Sudáfrica (1%). Españas sigue siendo el único país de la Unión Europea que sembró una superficie importante con cultivos transgénicos. 32.000 hectáreas de maíz Bt.

Monsanto tiene el 80% del mercado de las plantas transgénicas, seguida por Aventis con el 7%, Syngenta con el 5%, BASF con el 5% y DuPont con el 3%. Estas empresas también producen el 60% de los plaguicidas y el 23% de las semillas comerciales.

 

 

Hace millones de años el hombre comenzó a seleccionar y mejorar las plantas y los animales que consume, aprendiendo a utilizar microorganismos para obtener nuevos alimentos: vino, cerveza, pan con levadura, queso, etc.… mediante los procesos de fermentación. Es la biotecnología tradicional  frente a la moderna, introducir un gen de una especie en otra para adquirir una característica determinada.

  • Entre el 12.000 y 4.000 a. de C. se realizaba en las plantas mejora por selección artificial.
  • Tras el descubrimiento de reproducción sexual en vegetales, se realizó el primer cruzamiento intergenérico en
  • En 1909 se produce la primera fusión de protoplastos,
  • En 1927 se obtienen mutantes con mayor productividad mediante irradiación con rayos X y de semillas.
  • En 1983 se produce la primera planta transgénica. También se logra aislar un gen e introducirlo en la bacteria Escherichia coli.
  • En 1986 Monsanto, crea la primera planta genéticamente modificada, añadida un gen de resistencia para el antibiótico Kanamicina.
  • En 1994 se aprueba la comercialización del primer alimento modificado genéticamente, los tomates Flavr Savr, creados por Calgene, una empresa de biotecnología ( se les introdujo un gen “antisentido” con respecto al gen normal de la poligalacturonasa, enzima que produce la maduración del tomate, aguantado más tiempo maduro, y teniendo mayor resistencia.

 

Modificación genética de vegetales

  1. Genes antisentido: el gen antisentido produce la síntesis de un m-RNA complementario de otro-RNA, que al unirse a él impide la síntesis de enzima, haciendo por ejemplo más resistente a la fruta al ablandamiento.
  2. Genes de resistencia insectos: genes de toxina de Bacillus thuringiensis, bacteria patógena para determinados insectos.
  3. Genes de resistencia a los herbicidas: los herbicidas actúan inhibiendo un enzima, lo que produce su muerte, insertando un gen que no es su enzima inhibido por el herbicida, o insertar un gen que su enzima destruya al herbicida.
  4. Cambios en la composición: mejora la calidad nutricional, tanto en nutrición animal como en humana.
  5. Otras posibilidades: resistencia a virus, frío, etc.…

 

Modificación en animales

No han llegado aún a etapas comerciales. Lo más interesante son genes relacionados con el crecimiento rápido (peces) y obtención de leche con proteínas específicas.

 

 

 

Beneficios de los alimentos transgénicos:

  • Alimentos más nutritivos
  • Alimentos más apetitosos
  • Plantas resistentes a la sequía y a las enfermedades
  • Disminución del uso de pesticidas
  • Crecimiento más rápido de plantas y animales
  • Alimentos con características más deseables
  • Alimentos medicinales (medicamentos, vacunas)

Riesgos potenciales:

  • Cambios genéticos inesperados y dañinos en plantas y animales modificados: ingestión de ADN foráneo, esto sucede de forma constante.
  • Cruzamiento los organismos modificados con organismos naturales, llevando a la extinción del organismo original.
  • Plantas menos resistentes a algunas plagas y más susceptibles a otras.
  • Alergenicidad
  • Resistencia a antibióticos: transferencia horizontal, existe la posibilidad de que la transferencia tenga lugar a las células del epitelio gastrointestinal, se exige la eliminación de marcadores de selección a antibióticos.
  • Toxicidad general: los resultados obtenidos son contradictorios.
  • Efectos sobre el medio ambiente

 

Normativa Española en materia de OMG

Se encuentra dentro del convenio internacional: “Protocolo de Cartagena Sobre Seguridad de la Biotecnología del Convenio sobre Diversidad Biológica de 1992”. Entrando en vigor en 2003.La regulación española viene contenida en la Ley 9/2003 de 25 de abril. Las comunidades autónomas tienen capacidad para desarrollar legislación básica.

La normativa comunitaria viene constituida principalmente por: Directiva 2009/41/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 6 de mayo de 2009. Regula la seguridad y protección para las personas y el medio ambiente. Cada Estado Miembro tiene potestad para autorizar, inspeccionar y controlar las actividades relacionadas con el uso de OMG.

 

Links relacionados:

 

  • FDA “Transgénicos”

http://www.fda.gov/ForConsumers/ConsumerUpdates/ConsumerUpdatesEnEspanol/ucm439236.htm

 

  • GREENPEACE “Guía roja y verde de los alimentos transgénicos”

http://www.greenpeace.org/espana/Global/espana/report/transgenicos/2014/greenpeace_16102014_guia_roja_verde.pdf

  • EL PAIS “Agricultura transgénica”

http://elpais.com/tag/agricultura_transgenica/a/

 

 

¿Cuánto podemos vivir?

31 sábado Ene 2015

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longevidad

¿Estamos destinados a envejecer? ¿Con cuál  mecanismo los procesos fisiológicos del organismo entran en entropía  y acaba muriendo? ¿Se puede aumentar la esperanza de vida?

En la medida que vayamos conociendo los procesos de envejecimiento podemos alargar la esperanza de vida, con hábitos saludables.

A lo largo de la historia las fechas de los nacimientos han sido inexactas otorgando a los personajes grandes longevidades, tanto a filósofos como en la Biblia.

En la época actual Jean Calment  (1875-1997) ha vivido 122 años, Shigechio Izumi (1865-1986) 120 años, Ana María Pérez González (1890-1986) 120 años. Los lugares más longevos del mundo: Okinawa (Japón), Nueva Escocia (Canadá), Cerdeña (Italia), Icaria (Grecia).

Longevidad o ciclo vitales la duración máxima posible de la vida del hombre, en la época actual está alrededor de los 120 años, La esperanza o expectativa de vida es un concepto estadístico que indica la edad que el 50% de los individuos en un grupo, pueden llegar a alcanzar en un momento determinado y en una situación de vida. Es un indicador social para medir el grado de desarrollo de un país.

Personas de países con nivel económico alto tienen más posibilidades de vivir más años que los países pobres, 16 años los niños y 19 las niñas. Esto se debe al control de las enfermedades no transmisibles.  Las mujeres viven más que los hombres, la esperanza de vida es así de 87 años, siendo las que más viven: Japón, España, Suiza y Singapur. La esperanza de vida de los hombres es de 80 años, siendo los mejores Islandia, Suiza y Australia.

 

La longevidad está unida a enfermedades frecuentes:

  • Obesidad
  • Diabetes
  • Hipertensión
  • Envejecimiento

El proceso genético del envejecimiento y la longevidad está relacionado con mutaciones poligénicas de etiología heterogénea y participación de factores ambientales.

¿Cómo se regula genéticamente el tiempo de vida de una célula en el organismo?

      Las células contienen en los extremos de los cromosomas unas secuencias de ADN: “los telómeros”, que son necesarios en la duplicación del ADN, en la división celular, sintetizados por  la telomerasa. Los telómeros son como un “reloj” interno celular, su longitud determina el número de decisiones que la célula somática puede hacer. A mayor longitud mayor esperanza de vida, el tamaño viene determinado por los hábitos del sujeto:

  • Alimentación adecuada
  • Estrés
  • Consumo de sustancias nocivas

 

Se acorta el tamaño del telómero,  acortando la vida.

 

Según los investigadores los factores genéticos tienen un peso entre el 10% y el 30% en la longevidad.

Se ha comprobado mediante scannig genómicos completos, que la longevidad está muy ligada al cromosoma 4, a nivel D451564, otros genes también están muy ligados con las enfermedades poblacionales comunes:

  • Gen ACE: gen de enzima conversora de la angiotensina-1, “enfermedad isquémica cardiaca o el infarto de miocardio”. En el cromosoma 17.
  • Gen APOE: en poblaciones dedicadas a la agricultura (área mediterránea) APOE2 en poblaciones africanas y asiáticas.”Alelo épsilon-4 ligado a aterosclerosis prematura y enfermedad de Alzheimer”. En el cromosoma 19.
  • Genes APOA1, APOC3, APOA4: “ligados a alteraciones de lipoproteínas y patología cardiovascular”. En el cromosoma 11.
  • Gen PI: “guardian del tejido vascular” mutaciones del gen dan lugar a depósitos de proteínas, produciéndose grandes síndromes neurodegenerativos: Alzheimer,Ceutzfeldt-Jacobs, Huntington. En el cromosoma 14.
  • Gen PON1: “codifica la paroxonasa sérica, “asociado a peroxidación de las LDL y proteínas asociadas a lipoproteína que regula la respuesta inflamatoria local”.

“significación en enfermedades  cardiovasculares, niveles de HDL-colesterol y la hipercolesterolemia familiar”. En el cromosoma 7.

  • Gen IL-10: bloquea la producción de aterosclerosis. En el cromosoma 1.
  • Gen IGF-1: “falta de crecimiento insulin-like (IGF-1). En el cromosoma 12.
  • Gen ApoB o Apolipoproteína B: implicado en el transporte del colesterol malo.

En el cromosoma 2.

  • Gen PARP-1 (poli-ADR-ribosoma)polimerasa-1: la actividad está ligada con la longevidad, enzimas reparadoras de ADN dañado. En el cromosoma 1.
  • Gen SIRT1: “ induce parada de la apoptosis, al reprimir al FOXO3a, homólogo de DAFT16 que protege frente al estrés oxidativo. En el cromosoma 22.
  • Genes LAGs-LAGS: “longevidad y genes asociados al cáncer”. En el cromosoma X.

 

 

La teoría “de los radicales libres”  establece que se producen productos tóxicos del deshecho de la actividad oxidativa metabólica, al pasar los alimentos energía, esto provoca un funcionamiento ceular incorrecto, se rompen las hebras de ADN , apareciendo el envejecimiento y la enfermedad. La disminución de la reparación de las tasas de mutaciones del mtADN (ADN mitocondrial), debido en parte a una exposición continuada a radicales libres de oxigeno.

 

La esperanza de vida ha aumentado gracias a los cambios en el entorno:

  • Ingerir menos calorías que el resto de población
  • Siesta
  • Vino tinto
  • Siesta
  • Tiempo para relajación

 

Las religiones unen lo mortal con lo inmortal del ser humano por medio de las divinidades: judeo-cristiano, hindúes: la reencarnación.

 

En los países en desarrollo la gente ya está siendo consciente de regular los hábitos alimenticios mediante una vida sana: son patrones nutricionales de elegir y consumir alimentos, con una gran resistencia a cambiar.

 

Se da un envejecimiento :

  • Normal: el que se sucede en la mayoría de las personas,
  • Patológico: cuando es acelerado.
  • Eugénico: se prolonga la vida.

 

 

La biogerentología o medicina antiaging: es reciente, aplica terapias para frenar el deterioro físico y mental, con dietas particularizadas que aportan nutrientes necesarios.

 

Se está comercializando desde 2012 un test de “análisis de la longitud de los telómeros TLT), se vende en el Reino Unido con un precio de 500 euros.

 

El test predictivo de la longitud español:

http://www.genyca.es/

También existen cuestionarios que basados en hábitos , estado social y médico que determinan la esperanza de vida (Nature 2004):

Empieza con la cifra 76 años.

Si tu edad actual está entre 30 y 50 años, suma 2. Si está entre 50 y 70, suma 4.

 

Ø  Si tu edad actual está entre 30 y 50 años, suma 2. Si está entre 50 y 70, suma 4.
Ø  Si eres mujer, suma 4.
Ø  Si eres hombre, resta 3.
Ø  Si vives en una ciudad de más de 2 millones de habitantes, resta 2.

Ø  Si vives en una población de menos de 10.000 habitantes, suma 2.
Ø  Si alguno de tus hermanos padeció diabetes en la infancia o antes de los 50 años, cáncer o enfermedad cardiaca, resta 3.
Ø  Si tu padre o madre fallecieron antes de los 50 años por enfermedad cardiaca o derrame cerebral,resta 4.
Ø  Si uno de tus abuelos vivió hasta los 85 años, suma 2.

Ø  O si tus cuatro abuelos llegaron hasta los 80 años, suma 6.
Ø  Si tus ingresos anuales son iguales o superiores a 50.000 euros, resta 2.
Ø  Si eres graduado escolar, suma 1.
Ø  Si tienes estudios superiores, suma 2.
Ø  Si vives en pareja, suma 5. Si vives solo, resta 3.
Ø  Por cada 10 años que hayas vivido solo después de los 25 años, resta 3.
Ø  Si tu trabajo es sedentario, resta 3.

Ø  Si requiere esfuerzo físico, suma 3.
Ø  Si has cumplido 65 años y no te has jubilado, suma 3.
Ø  Si haces ejercicio intenso 30 minutos, 5 veces a la semana, suma 4.

Ø  Si lo haces 2 o tres veces a la semana, suma 2.
Ø    Si duermes 10 o más horas diarias, resta 4.
Ø  Si tu personalidad es tranquila y sosegada, suma 3.

Ø  Si es tensa y nerviosa, resta 3.
Ø  Si te consideras feliz, suma 1.

Ø  Si te considera desgraciado, resta 2.
Ø  Si durante el último año te han puesto una multa de tráfico por exceso de velocidad, resta 1.
Ø  Si bebes más de dos copas de licor al día, resta 1.
Ø  Si fumas más de 40 cigarrillos al día, resta 8.

Ø  Entre 20 y 40, resta 6.

Ø  Entre 10 y 20, resta 3.
Ø  Si tienes sobrepeso de más de 22 kg sobre tu peso ideal, resta 8.

Ø  Si tu sobrepeso está entre 13 y 22 kg, resta 4.

Ø  Entre 5 y 13, resta 2.
Ø  Si tienes más de 40 años y anualmente te haces una revisión médica (ginecológica si eres mujer),suma 2.

 

 

 

 

 

Link donde se reporta descubrimiento de funciones de nuevos genes:

 

 

http://genomics.senescence.info/genes