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Las enfermedades genéticas son aquellas causadas por cambios o mutaciones en el material genético (ADN). Los cambios en el material genético pueden ser únicos o múltiples y, como consecuencia, se manifiestan diferentes síntomas en cada caso. En particular, las enfermedades genéticas hereditarias son aquellas que se transmiten entre los descendientes de una familia y, en cada generación, hay una cierta probabilidad de que la enfermedad se manifieste. Algunas enfermedades genéticas tienen, además, un componente ambiental que se da por la interacción entre gen-ambiente. De acuerdo al tipo de alteración que se produce a nivel genético se pueden clasificar en:
Enfermedades cromosómicas: la cantidad de material genético se ve alterada, por exceso o por defecto. Según el tipo de alteración genética, las enfermedades cromosómicas se pueden clasificar en:
Actualmente, con el auge de la utilización de técnicas y metodologías propias de la Biología Molecular, es posible detectar muchas de estas enfermedades.
El diagnóstico tiene como objetivo determinar el genotipo del individuo. Las técnicas de diagnóstico se pueden realizar en diferentes momentos y con diferentes objetivos, así se pueden diferenciar los análisis prenatales, que son aquellos que se realizan para determinar qué genes porta el feto; los análisis a portadores, que se realizan a los individuos de una familia con antecedentes de enfermedades genéticas y permite establecer la posibilidad de que un hijo sea afectado y análisis presintomáticos, los cuales permiten determinar si el individuo desarrollará la enfermedad en la adultez.
Figura 1. Fecundación.
¿Cuales son las técnicas más frecuentemente utilizadas para el diagnóstico de estas enfermedades?
Las técnicas moleculares tienen dos ventajas importantes sobre las técnicas de diagnóstico tradicionales:
Entre las técnicas moleculares más utilizadas para el diagnóstico de enfermedades hereditarias, se pueden mencionar las siguientes metodologías:
- Presentan alta sensibilidad, ya que con muestras de tamaño pequeño es posible aislar material genético suficiente para realizar los ensayos.
- No dependen del producto génico.
Entre las técnicas moleculares más utilizadas para el diagnóstico de enfermedades hereditarias, se pueden mencionar:
Esta técnica, descubierta por Mullis K. B. (1985), consiste en la amplificación de fragmentos específicos de ADN. La técnica sirve para amplificar o sintetizar grandes cantidades de ADN in vitro. Es una técnica de tipo enzimática que utiliza dos oligonucleótidos (segmentos cortos de ADN) que son complementarios a los extremos 3´del molde (fragmento de ADN que se desea amplificar). De la enzima ADN polimerasa se amplifican numerosas copias del fragmento flanqueado por los oligonucleótidos. Esta técnica es utilizada para el diagnóstico de varias enfermedades por ejemplo:
La enfermedad de Huntington que es una alteración neurodegenerativa que se manifiesta en disfunciones motoras, cognoscitivas y psiquiátricas. Esta enfermedad es causada por un defecto genético en el cromosoma 4. El defecto consiste en la repetición de forma anormal de las bases CAG, esta sección del ADN se repite de 10 a 28 veces en un individuo sano mientras que en una persona con la enfermedad se repite entre 36 y 120 veces.
El síndrome Cohen es causado por mutaciones en el gen VPS13B, llamado habitualmente gen Locus 8q COH1. Se caracteriza por retraso en el desarrollo, retraso mental, cabeza pequeña, tono muscular disminuido, degeneración de la retina que puede llevar a la ceguera.
Figura 1. Fecundación.
Técnica FISH
La técnica FISH (por sus siglas en inglés, Fluorescence in situ hibridization) permite localizar secuencias de ADN o ARN específicas en las células o tejidos mediante el uso de sondas marcadas por fluorescencia. La sonda se hibrida por complementariedad con los cromosomas en metafase o en interfase. Cuando se produce la hibridación entre secuencias se observa una señal fluorescente. Entre las enfermedades que pueden ser diagnosticadas con este método se encuentra el síndrome de Prader-Willi. Este síndrome es una compleja enfermedad de origen genético descubierta en el año 1956 por los médicos Prader, Labhart y Willi pertenecientes al Hospital Infantil de Zürich. Gracias a los avances en las técnicas de Biología y estudios a nivel clínico desarrollados por la Holm V. A. y colaboradores (1993) se conoce más sobre esta enfermedad. El cuadro clínico se caracteriza por obesidad, talla baja, hipogonadismo, criptorquidia y alteraciones en el aprendizaje tras una etapa de hipotonía muscular pre y postnatal, además de una discapacidad intelectual de leve a moderada.
Análisis de ligamiento
Los análisis de ligamiento sirven para determinar si una persona ha heredado el cromosoma portador de una enfermedad presente en alguno de sus padres. Para este análisis se utilizan marcadores genéticos que están próximos al gen en estudio. Esta técnica se fundamenta en el criterio de ligamiento, por el cual genes contiguos que están ubicados en el mismo cromosoma tienden a segregar juntos. Por el contrario, cuando los loci están suficientemente alejados existe una probabilidad muy alta de que haya un entrecruzamiento entre ellos, y segreguen en forma independiente.
La técnica consiste en establecer los haplotipos de cada individuo de una familia. El haplotipo es una combinación de alelos de diferentes loci de un cromosoma que son trasmitidos juntos. Para lo cual se utilizan múltiples marcadores de ADN dispuestos a cada lado o dentro de la región del gen de interés.
Posteriormente se comparan los haplotipos entre los miembros de la familia con un estado genético conocido (afectados, no afectados) se puede identificar el haplotipo asociado con el alelo patológico. Una vez establecido el haplotipo asociado con la enfermedad, es posible determinar el estado genético de los miembros de una familia de riesgo.
Si bien esta técnica está siendo poco utilizada ya que se han identificado los genes de muchas de las enfermedades monogenéticas, se utiliza generalmente cuando el análisis de ADN no es posible porque se desconoce el gen en estudio o no se puede detectar una mutación en ese gen, en una familia en particular.
Bibliografía consultada
Casabona C.M.R. (2009). Genética humana. Fundamentos para el estudio de los efectos sociales de las investigaciones sobre el genoma humano. Cátedra de derecho y genoma humano. Fundación BBV. Diputación de de Bizkaia.
Curtis H. N., Barnes S., Schnek A. (2008). Biología. (7ma Ed.). Médica Panamericana. Madrid, España.
Holm, V. A., Cassidy, S. B., Butler, M. G., Hanchett, J. M., Greenswag, L. R., Whitman, B. Y., Greenberg, F. (1993). Prader-Willi syndrome: consensus diagnostic criteria. Pediatrics 91:398-402.
