sábado, 27 de junio de 2015

La Terapia Génica en el Síndrome de Down

La terapia génica está enfocada principalmente a aquellas enfermedades causadas por la alteración de un solo gen específico, pero en el Síndrome de Down, al tratarse de una trisomía cromosómica, se busca aplicar una terapia diferente a la génica, la terapia epigenética.

El objetivo de la terapia epigenética aplicada al Síndrome de Down, consiste en identificar las moléculas capaces de neutralizar los efectos patológicos de la sobreproducción génica de cada uno de los genes triplicados implicados en la sintomatología del síndrome, para ello es importante disponer de modelos animales murinos, como el ratón transgénico y el ratón trisómico.

Figura 1. Modelos Murinos

Entre dichas moléculas se ha descubierto que la epigalocatequina galato (EGCG), un producto natural componente del té verde, tiene propiedades de reducir considerablemente la expresión del gen Dyrk1A, que se encuentra ubicado en la zona crítica de la trisomía 21.

Figura 2. Fórmula estructural de la epigalocatequina galato.

Cabe recalcar que recientemente se ha descubierto la presencia de un gen en el cromosoma X, el XIST, capaz de silenciar in vitro un cromosoma 21 completo en las células madre con trisomía 21.

Referencias:

viernes, 19 de junio de 2015

Células Madre en el Síndrome de Down

Mediante técnicas de cultivo experimental se ha podido obtener neuronas de la corteza cerebral de fetos con Síndrome de Down, pero estas neuronas corresponden a periodos del desarrollo bastante diferenciados, por esta razón un grupo de investigadores, con el afán de obtener neuronas en un periodo más precoz de desarrollo, menos diferenciadas y con mayor potencialidad de transformación, descubrieron que al someter el tejido de la corteza cerebral a sustancias especiales llamadas: factor de crecimiento endodérmico y factor 2 de crecimiento fibroblástico, se forman acúmulos de células madres llamadas neuroesferas, las cuales sometidas a determinadas sustancias que les obligan a diferenciarse se convierten en dos tipos celulares: las neuronas progenitoras y las células gliales.

Figura 1. Neuroesfera

De este modo, las neuroesferas obtenidas del tejido cerebral humano ofrecen las siguientes oportunidades, lo que hace que sean un instrumento ideal para estudiar cómo se desarrollan las neuronas en el síndrome de Down:
  1. A partir de una muestra de tejido humano que tiene trisomía 21 se puede obtener un número prácticamente ilimitado de células.
  2. Se pueden usar las neuroesferas para estudiar el desarrollo prenatal, es decir, el periodo en que se está formando realmente la corteza cerebral.
  3. Se pueden analizar aspectos específicos del desarrollo: proliferación, migración, diferenciación.
  4. Se pueden someter las neuroesferas a la manipulación que se desee, bien de carácter genético (transfección y manipulación de genes), o epigenético (aplicando externamente sustancias o factores que modifiquen el metabolismo y funcionamiento de la célula).
Referencias:

Uso de Transgénicos en el Síndrome de Down

EL RATÓN TRISÓMICO

El cromosoma 16 del ratón posee un segmento denominado “critico para el Síndrome de Down”, en la que existen un gran número de genes similares o idénticos a los genes presentes en el cromosoma 21 humano. Esto no quiere decir que si conseguimos un ratón con tres cromosomas 16 sería como tener un modelo de trisomía 21, ya que en el cromosoma 16 del ratón existen más genes correspondientes a otros cromosomas humanos. Por esta razón se ha elaborado una nueva raza de ratón cuyas células poseen dos cromosomas 16 más un tercer segmento del mismo cromosoma, el cual contiene los genes propios del cromosoma 21 humano, a esto se le denomina una trisomía “parcial” de cromosoma 16 del ratón, en el que existen tres copias de los genes similares a los del cromosoma 21, más dos copias de genes que nada tienen que ver con dicho cromosoma.

Figura 1. Cromosoma 21 humano y cromosoma 16 de ratón, indicando la localización de los genes homólogos.

EL RATÓN TRANSGÉNICO

Para obtener un ratón transgénico se introduce una copia del gen que se desea estudiar, llamado “transgen”, en la parte masculina de un ovulo fertilizado que aún no ha iniciado su división y se implanta este huevo en la matriz de una hembra preparada para consumar el embarazo. De este modo, ya desde la primera célula existen tres copias del gen en lugar de dos: la copia masculina, la copia femenina, y la transferida artificialmente: el transgén.

El objetivo de este tipo de investigación es llegar a conocer cuáles serían las consecuencias de que se sobre exprese un único gen o con mucho dos o tres, pero en la trisomía 21 se sobre expresan muchos conjuntamente, y hoy sabemos que los unos influyen sobre los otros. Es decir, que tres copias de un gen pueden no provocar los mismos efectos que tres copias de varios genes actuando simultáneamente.

EL RATÓN TRANSCROMOSÓMICO

Esta técnica implica la transferencia de cromosomas humanos completos o parciales a los ratones, a través de la línea germinal. Estos ratones serán portadores de todo o parte del cromosoma humano 21 como un cromosoma adicional. 

Referencias:

sábado, 6 de junio de 2015

Recombinación de Ácidos Nucleicos

En la naturaleza puede observarse recombinación genética tanto en procariotas como en eucariotas. En procariotas, la recombinación genética tiene lugar mediante transferencia de fragmentos de ADN a una célula receptora, existen tres procesos de recombinación: transformación (la bacteria acepta y recombina su genoma con ADN libre en el medio), transducción (el ADN donador procede de un virus) o conjugación (en este caso el ADN donador lo aporta un plásmido).

 


En eucariotas la recombinación llamada homóloga (entre fragmentos de ADN de secuencias homólogas) se produce normalmente durante la meiosis, concretamente entre cromosomas homólogos. Otro  tipo de recombinación genética se da células B y T del sistema inmune, llamada recombinación V(D)J, responsable de generar variabilidad de anticuerpos y de receptores de células T necesaria para la respuesta inmune.


En el Síndrome de Down se da un intercambio de material genético entre cromosomas no homólogos, lo que conocemos como translocación robertsoniana la cual implica roturas en el extremo final de los brazos cortos de dos cromosomas no homólogos. Los pequeños fragmentos se pierden y los segmentos cromosómicos grandes se fusionan dando lugar a un nuevo cromosoma grande.



Referencias:

sábado, 30 de mayo de 2015

Microarray en el diagnóstico del Síndrome de Down

El microarray es un sistema que permite analizar los cromosomas del feto y de esa manera aportar información para el estudio del cariotipo, usando como muestra el líquido amniótico obtenido mediante amniocentesis. Con el estudio del cariotipo podemos ver si existe un defecto en el número o en la estructura externa de los cromosomas pero con la ayuda de los microarrays, se puede detectar si sobra o falta información en cada uno de ellos, es decir, podemos detectar si existen mutaciones que producirán un síndrome genético.


La prueba de hibridación genómica comparada basada en microarrays (aCGH) permite una detección rápida y precisa de anormalidades cromosómicas numéricas (aneuploidías), siendo especialmente importante en determinados casos, como en aquellas madres con edad avanzada y que por tanto tienen un mayor riesgo de tener hijos con síndrome de Down.


Referencias:


Síndrome de Down y PCR

FRECUENCIA ELEVADA DEL ALELO Ɛ4 DEL GEN DE APOLIPOPROTEÍNA E EN UNA MUESTRA DE PACIENTES CON SÍNDROME DOWN

Objetivo: Evaluar el genotipo de apolipoproteína E en un grupo de pacientes de ambos sexos con síndrome Down y la presencia del alelo ε4 como factor de riesgo para el desarrollo la enfermedad de Alzheimer.

Muestra: Sangre de la vena del pliegue del codo

Tipo de ácido nucleico: ADN de leucocitos

Extracción del ADN: Estuche puregene de Gentra (Minneapolis, USA)

Gen a amplificar: apoE

Tipo de PCR: PCR simple

Pasos: 30 Ciclos
Desnaturalización: 95°C - 1 minuto
Amplificación: 62°C - 15 segundos   
Extensión: 72°C - 15 segundos        

Enzimas: HhaI (metiltetrahidrofolato reductasa)

Visualización: EFO


Tabla 1. Distribución de frecuencias para los genotipos y alelos de apoE en una población de pacientes con SD.

Referencias:

jueves, 21 de mayo de 2015

Prueba de Tamizaje y Confirmatoria para el Síndrome de Down

El tamizaje genético prenatal es una prueba no invasiva de detección precoz, que permite descartar o confirmar el diagnóstico de Síndrome de Down. Permite detectar aproximadamente el 90 por ciento de anomalías cromosómicas en el feto llevando a cabo una prueba de sangre y una ecografía a la madre.

Se puede realizar en el primer o segundo trimestre del embarazo: la prueba de sangre se lleva a cabo entre las semanas 11 y 12. Y la primera ecografía entre las semanas 11 y 14.

La prueba de tamizaje en el primer trimestre consiste en la medición ecográfica de la translucencia nucal (nuca del feto) y del hueso nasal y la toma de sangre materna para analizar las hormonas PAPP-A (Proteína A Plasmática del Embarazo) y la fracción libre de la B-HCG (Gonadotropina Coriónica Humana). Todos esos resultados se unen, y un software especial calcula el riesgo de que una madre tenga un recién nacido con síndrome Down, a aquellas mujeres con resultado positivo, se les ofrecerá un procedimiento diagnostico como una biopsia de vellosidades coriales (biopsia de placenta) o una  amniocentesis (extracción de líquido amniótico) para confirmar o descartar el diagnóstico. Este tamizaje ofrece una tasa de detección para Síndrome Down del 85%- 90%. En el segundo trimestre se incluye los analítos estriol, alfa fetoproteína sérica y HCG total (Gonadotropina Coriónica Humana). Su tasa de detección está alrededor del 65% - 70%.


Referencias:

domingo, 17 de mayo de 2015

Síndrome de Down y la Traducción

El “dogma” central de la biología molecular dice que un gen (ADN) fabrica un ARNmensajero que a su vez fabrica una proteína, lo que se manifiesta de manera simple con la expresión: “un gen una proteína”.

La regulación de la expresión de una proteína puede tener lugar a diferentes niveles: regulación pretranscripcional, a nivel de reestructuración o acceso al DNA, regulación transcripcional, a nivel de RNA polimerasa y/o de factores de transcripción y la regulación a nivel post-transcripcional.

Las proteínas derivadas de genes del 21 pueden verse alteradas en niveles en donde sufren modificaciones postraduccionales, como son las reacciones de fosforilación, glicosilación o ubiquitinación. Esto puede deberse a que dichas proteínas se encuentran en exceso en relación con sus enzimas modificadoras, y ello puede originar que la actividad funcional de la proteína esté aumentada, inhibida o no cambiada en relación con ese incremento de la dosis génica.

Secuencia de etapas por las que el ADN (o DNA) de un gen origina el RNA mensajero fenómeno de transcripción), y éste dirige la incorporación de un aminoácido preciso y concreto al polipéptido/proteína que se está formando (fenómeno de traducción).

Referencias:


domingo, 10 de mayo de 2015

Síndrome de Down y la Transcripción

Un gen, que corresponde a un frangmento de ADN, es el encargado de fabricar un ARNmensajero (ARNm), a partir de una enzima llamada ARNpolimeraza II, en un proceso denominado transcripción. Esto nos lleva a deducir que si existen 3 copias de un gen en lugar de 2, se formará mayor cantidad de ARNm, lo que se denomina “efecto dosis-gen”, pero no siempre es así, en el caso del Síndrome de Down, en algunos genes se observa exeso en la expresion de sus productos en forma de RNAm y en otros casos el producto es inferior al normal, tambien se ha observado que la trisomía del cromosoma 21 no solo influye sobre el producto derivado directamente de sus propios genes sino que altera el comportamiento de genes de otros cromosomas.

Tabla 1. Cambios en la expresión de genes del cromosoma 21 en el cerebro fetal con síndrome de Down 

Los genes son activados o inhibidos para iniciar su función de transcripción por numerosas proteinas llamadas “factores de transcripción”, por ende cambios en la concentracion de estas proteínas repercutira en la funcionalidad de los genes sobre los que actúan.

Tabla 2. Modificaciones en la expresión de factores de transcripción

Referencias:


sábado, 2 de mayo de 2015

Alteraciones Epigenómicas en el Síndrome de Down

Metilación aberrante del ADN.  El gen de una metilasa se encuentra en el HSA21 y puesto que la metilasa estimula la metilación en la cromatina, su sobreexpresión podría ocasionar patrones incrementados de metilación del ADN, influyendo por tanto negativamente sobre la actividad cognitiva. Así mismo se ha comprobado la existencia de hipermetilación en el ADN de linfocitos de niños con Síndrome de Down, lo que explica algunos problemas inmunitarios propios del síndrome.

Modificaciones en la cola de las histonas y variantes en los núcleos de histonas. Las modificaciones que se realizan postraslacionalmente en las histonas alteran también la estructura de la cromatina y los perfiles de expresión del gen. Las modificaciones de histonas contribuyen a la aparición de déficits neurológicos en el síndrome de Down y de otras discapacidades intelectuales.


Referencias:

domingo, 26 de abril de 2015

Síndrome de Down y la Replicación

En la meiosis, el proceso de división celular que da origen a los gametos, se da inicialmente la fase de síntesis o replicación del ADN, para luego dar lugar a la meiosis I y meiosis II. En la meiosis I se da un fenómeno importante, por el cual los cromosomas homólogos se juntan para formar el complejo  sinaptonémico o sinapsis e intercambiar entre si segmentos de ADN cromosómico en sitios específicos llamados quiasmas, cuando no existe este proceso de intercambio a nivel de los quiasmas, se originan problemas de separación en algunas parejas de cromosomas, fenómeno que se conoce como no-disyunción. La no-disyunción relativa de un cromosoma en la meiosis origina un reparto anómalo de cromosomas: de los 46, 24 irán a un gameto y 22 a otro. Tras la fertilización con un gameto normal se forma un cigoto trisómico. Si esta trisomía se da en el cromosoma 21 se trata de Síndrome de Down.

cariotipo trisomía 21
Este cariotipo es un ejemplo del Síndrome de Down, la anomalía numérica más frecuente en recién nacidos. Se caracteriza por un cromosoma 21 extra y el cariotipo se escribe así: 47,XX,+21. La clave de la descripción de cariotipo es:
  • 47:  el número total de cromosomas (46 es lo normal).
  • XX:  los cromosomas sexuales (femeninos).
  • +21:  indica que el cromosoma extra es un 21.

sábado, 18 de abril de 2015

¿Qué es el Síndrome de Down?

El síndrome de Down, también conocido como trisomía 21, es un trastorno genético en el cual una persona tiene 47 cromosomas en lugar de los 46 usuales. Normalmente, el núcleo de cada célula contiene 23 pares de cromosomas, la mitad de los cuales se heredan de cada progenitor, en el Síndrome de Down un individuo tiene una total o parcial copia extra del cromosoma 21.


Este material genético adicional altera la forma en cómo se desarrolla el cuerpo y el cerebro. Algunos de los rasgos físicos comunes del síndrome de Down son bajo tono muscular, baja estatura, una inclinación hacia arriba a los ojos y un solo pliegue profundo por el centro de la Palma.



miércoles, 8 de abril de 2015

Bienvenid@

"Yo no soy diferente ni especial. Yo soy humano y tengo el simple regalo de hacer todo lo que me rodea único, impar y especial"

Quiero dedicar este blog a todos los niños y niñas que nacieron con Síndrome de Down, en cuyos primeros años de vida presentan una alta tasa de mortalidad al batallar con diversas enfermedades como lo son las cardiopatías congénitas, problemas tiroideos, infecciones respiratorias y leucemia, y que incluso mueren durante sus primeros días de vida al nacer prematuros y con bajo peso.

Mediante este blog daré a conocer como la biología molecular busca incrementar su esperanza de vida y a más de esto brindarles un estilo de vida digno.