Autor: CARLOS ALVAREZ

A principios del año 2020 se dio a conocer la existencia de una cepa de Coronavirus la cual afectaba a una gran parte de la población de Wuhan en China, este virus ha sido el responsable de la muerte de aproximadamente 1500 personas y un contagio de hasta 69.000 individuos.

Coronavirus es una familia de construcciones que debe su nombre a las proteínas de su envoltura las cuales le dan un parecido con una corona, existen gran cantidad de virus pertenecientes a esta familia y en la gran mayoría de los casos afectan a un determinado tipo de huésped, en su mayoría especies de ratas o murciélagos en los cuales se alojan en su tracto respiratorio.

Es debido a su manera de operar que este tipo de virus son los principales responsables de diferentes tipos de enfermedades respiratorias. Al ser capaces de alojarse en la superficie del endotelio bajo del tracto respiratorio la infección viral es capaz de generar sintomatologías típicas de la neumonía que, en conjunto con infecciones secundarias, pueden complicarse y eventualmente causar la muerte, a esto se le suma que el sistema inmune humano es poco eficiente a la hora de identificar el virus en sus primeras fases de infección causando que al momento en el que el sistema inmune logra identificar al patógeno la respuesta es exagerada (Fiebres de más de 72 horas de duración así como inflamación desmedida) y contribuye a la severidad de la enfermedad.

Si bien estos virus parecieran ser bastante peligrosos, en condiciones normales estos son incapaces de transmitirse de su hospedador primario al ser humano, de aquí la importancia de identificar posibles hospederos secundarios en los cuales se genere mutación del genoma viral y se habilite la zoonosis (capacidad de transmitirse animal-humano). Más allá de encontrar culpables, la situación actual requiere que la sociedad tome medidas para contener la infección y evitar el contagio desmedido, es por esto que se recomienda el uso de anti-bacteriales con frecuencia, no salir de casa si se presentan síntomas de gripe, toz o fiebre, así como también el emplear el brazo para taparse la boca al toser.

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El genoma humano está compuesto de aproximadamente 3000 millones de bases nitrogenadas, todas estas organizadas en genes que poseen regiones específicas, algunos de tamaño pequeño, algunos de gran tamaño, todos de gran importancia para el desarrollo y mantenimiento corporal.

El poder identificar las diferentes variantes de un gen o si existen mutaciones en los mismos es un pilar clave en la genética médica. El cambio de tan sólo una base nitrogenada en la secuencia de ADN puede tener consecuencias desastrosas a nivel de salud, por esta razón los biólogos moleculares deben ser capaces de identificar de manera rápida la presencia de estas en el genoma.

Debido al gran tamaño del genoma, una vez extraído el ADN de una muestra se vuelve impráctico el analizar toda la secuencia para buscar una mutación específica, es por esto que se ha ideado una técnica la cual permite analizar regiones específicas del genoma de manera selectiva. Esta técnica es conocida como la Reacción en Cadena de la Polimerasa o PCR (por sus siglas en inglés).

La PCR se basa en el método por el cual las células normales replican el material genético de forma natural, empleando una enzima resistente a altas temperaturas conocida como Polimerasa se pueden generar empleando el ADN aislado gran cantidad de copias; las copias producidas son de tamaño pequeño y su tamaño se determina a su vez por el uso de moléculas de ADN pequeñas conocidas como “cebadores” que sirven como punto de inicio y final de la replicación, la gran cantidad de copias y su tamaño reducido (Entre 50 y 3000 bases) facilitan el análisis de la secuencia y el cribado para la detección de anomalías en la misma.

Con el pasar de los años la técnica ha evolucionado para amoldarse a las necesidades de los genetistas, algunas variantes que se pueden mencionar son la QF-PCR para diagnóstico de Síndrome Down, la RT-PCR para detección de VIH y PCR cuantitativa para diagnóstico de Glucogenosis.

Muchas veces en el capo de la genética se escucha el término “Muerte Celular Programada”, “Suicidio Celular” o “Apoptosis”, si bien esto es un nombre que pareciera acarrear malas noticias en realidad esto es un proceso completamente natural y que ocurre millones de veces al día en el cuerpo humano.

El ser humano está formado de células las cuales están en constante división (para procesos de crecimiento, mantenimiento corporal y regeneración), nuestro organismo debe tener un control total sobre este proceso para evitar crecimiento desmedido de células las cuales puedan entorpecer procesos fisiológicos. Cuando una célula empieza a presentar este tipo de conducta se activan señales fisiológicas las cuales activan el proceso de apoptosis y la célula es eliminada antes de que se pueda generar algún daño en el organismo. Esto pasa igualmente cuando una célula lleva demasiado tiempo dividiéndose (Está muy vieja) y se corre el riesgo de perder información genética por una mala división celular (La senescencia celular entorpece los procesos de división normales). 

Cuando este proceso falla ya sea por mutaciones, influencia del ambiente u otra situación, las células empiezan a exhibir una conducta de crecimiento desmedido la cual eventualmente deriva en la aparición de tumores conllevando a su vez al desarrollo de cáncer. Esta es tan sólo una de las razones por las cuales este proceso es vital para el funcionamiento correcto del cuerpo humano y razón por la cual gran cantidad de investigadores dedican su vida profesional al desarrollo de terapias que restituyan esta función en las células cancerígenas.

El genoma humano se organiza en empaquetados bien diferenciados conocidos como cromosomas, cada par de cromosomas contiene genes necesarios para el desarrollo corporal y diferenciación sexual de un individuo, sin embargo poseen adicionalmente otra función la de “reloj  biológico” el cual determina el tiempo de vida que posee una célula, en otras palabras su fecha de caducidad.

Los cromosomas cuentan con unas estructuras genéticas llamadas “Telómeros” las cuales actúan como segmento final del cromosoma, en palabras simples los telómeros son segmentos de ADN que poseen secuencias redundantes (Estas secuencias se repiten una y otra vez por un número determinado de veces), a medida que una célula se  divide estas secuencias redundantes se van acortando ya que se pierde una de las repeticiones que generan la redundancia. Una vez una célula ha pasado por una cantidad determinada de divisiones celulares y se agotan las repeticiones encontradas en el telómero se activan señales fisiológicas las cuales le indican a la célula que debe pasar por el proceso de “Apoptosis” o muerte celular programada para evitar la pérdida de información genética que vaya más allá del telómero.

La capacidad que poseen estas estructuras de activar la apoptosis es de gran interés para los investigadores ya que se cree podrían jugar un papel importante en el desarrollo del cáncer (donde este proceso es defectuoso) y para proveer tratamientos para el mismo. De igual manera al ser el “Reloj” celular se cree que estas estructuras juegan un papel importante en la longevidad dl ser humano por lo que entender los procesos que fomentan o disminuyen el acortamiento de los mismos podría generar nuevos conocimiento que permitan aumentar la esperanza de vida de la raza humana.    

El genoma humano se organiza en empaquetados bien diferenciados conocidos como cromosomas, cada par de cromosomas contiene genes necesarios para el desarrollo corporal y diferenciación sexual de un individuo, comúnmente se tiene que un ser humano cuenta con 23 pares de cromosomas, sin embargo esto no es siempre así.

El desarrollo que va desde la formación del cigoto luego de la fecundación hasta el nacimiento de un bebe es un proceso delicado y sumamente orquestado de divisiones celulares consecutivas, durante estas el material genético se organiza de forma que la carga genética se duplique, acarreando la mitad de esta a una célula y la otra a su hermana en el proceso conocido como meiosis. Existen casos en los que la meiosis no se da de manera adecuada causando que la información genética duplicada no se distribuya de manera equitativa en las dos células hijas, este proceso (conocido como No disyunción meiótica o disyunción parcial) tiende a derivar en el cese del embarazo (El organismo no es viable) pero existen excepciones (Aneuploidías viables).

Estas excepciones han sido bien catalogadas y estudiadas, entre ellas tenemos el Síndrome Down, Síndrome Edwards y Síndrome Patau (Aneuploidías Autosómicas) así como también el síndrome Turner, Klinefelter y Jakob (Aneuploidías Sexuales).

Si bien se sabe que la no disyunción es el causante de estas anomalías en la actualidad por qué ocurre este fenómeno no está claro, existen gran cantidad de centros de investigación abocados a desentrañar los misterios de la división celular pero debido a la gran cantidad de variables que pueden afectar el proceso y la dificultad que implica el trabajar con células embrionarias los tiempos necesarios para obtener resultados significativos y respuestas se hace arduo y prolongado.

Estos últimos años ha surgido la tendencia de indagar por medio de pruebas de ADN cuál es nuestra identidad genética y de dónde provienen geográficamente nuestros ancestros, estas pruebas que determinan nuestro origen son conocidas como “Pruebas de Ancestría”.

Este tipo de pruebas generalmente son tomadas por motivos meramente sociales y para satisfacer curiosidad, sin embargo estas pruebas pueden arrojar resultados mucho más importantes en cuanto a salud se refiere y es donde realmente cobran una importancia a nivel de salud pública y personal.  A través de los años y de gran cantidad de estudios se ha podido establecer nexos entre el desarrollo de ciertas enfermedades de índole genético y poblaciones específicas así como etnias alrededor del mundo.

Un claro ejemplo de esto es el desarrollo de fibrosis quística la cual está ampliamente relacionada a poblaciones caucásicas, también se tiene el desarrollo de β-Talasemia que presenta un riesgo incrementado en poblaciones africanas. El estudio de la ancestría no sólo puede ampliar nuestro conocimiento sobre dónde venimos cómo miembros de una población/etnia/raza sino que también puede determinar la existencia de riesgos incrementados asociados al desarrollo de enfermedades como las antes mencionadas.

Es a través de estos estudios poblacionales y genéticos que se pueden establecer zonas con riesgo incrementado al desarrollo de enfermedades genéticas conocidas como “Focos Geográficos”, los cuales permiten una mayor vigilancia y una respuesta más rápida a la hora de proveer tratamiento y asesoría en cuanto a estas enfermedades refiere, esto permite un menor impacto de las mismas evitando que decaiga la calidad de vida y protegiendo la salud pública.  

La ancestría también presenta un componente de nutrigenética importante, tenemos como ejemplo que poblaciones provenientes de etnias asiáticas suelen tener una resistencia menor a la ingesta de alcohol (Pudiendo incrementar riesgo de falla hepática), de igual manera personas provenientes de estas etnias tienden a ser más susceptibles al desarrollo de intolerancia a la lactosa.

Con el avance de la genética la frase “Eres lo que comes” nunca había cobrado tanto significado. A través de estudios realizados en la última década se han develado relaciones importantes en la regulación de la información genética y el consumo de determinados alimentos.

La ciencia que se encarga de determinar las variaciones en la expresión genética y su relación con la alimentación se conoce como “Nutrigenética” y puede responder a fenómenos comunes como lo son la falta de respuesta hacia una dieta específica, a falta de ganancia de masa muscular en algunos atletas y la predisposición de ciertos individuos al desarrollo de obesidad y enfermedades cardiovasculares.

En líneas generales todo alimento que consumimos es desarticulado en sus componentes esenciales al ser digerido y estos son utilizados como combustible y reservas (Grasas y azucares) o como componentes estructurales (Vitaminas y minerales), adicionalmente este último grupo es empleado en reacciones bioquímicas necesarias para la vida, por mencionar un ejemplo el calcio, más allá de su papel como base del tejido óseo, es fundamental para la transmisión de impulsos eléctricos a través del sistema nervioso central y periférico.

Los componentes estructurales antes mencionados juegan un papel importante en la expresión y represión de gran cantidad de genes, la interacción de grupos Metilo (Encontrados principalmente en compuestos orgánicos) con la cadena de ADN  provoca la compactación o desdoblamiento de la misma permitiendo o evitando el acceso de proteínas codificantes que en consecuencia aumentan o disminuyen la expresión en los genes codificados. Este fenómeno podría explicar la poca eficiencia en desarrollo muscular en algunos atletas (Por falta de expresión de genes relacionados a enzimas y componentes estructurales de fibras musculares), el desarrollo de obesidad en algunas personas (subexpresión de genes que codifican para enzimas captadoras de azucares) o incluso el desarrollo de celiaquía (Sobreexpresión de genes relacionados a la respuesta inmune).

En la actualidad el paradigma nutricional ha empezado a cambiar a favor del desarrollo de la nutrigenética causando un incremento sustancial en médicos y nutricionistas que recomiendan a sus pacientes la realización de perfiles genéticos con la finalidad de poder generar dietas personalizadas que optimicen los procesos corporales y permitan obtener resultados favorables.

En el campo de la medicina y de la genética el Cáncer es el enemigo número uno, aquella villano de fuerza tremenda al cual se le aplican todas las estrategias para vencer. En la actualidad todo el mundo conoce la palabra, todo el mundo conoce a alguien que ha padecido cáncer, todo el mundo conoce a alguien que ganó o perdió la batalla.

¿Pero qué es el cáncer en realidad? ¿Cómo funciona? El cáncer es una enfermedad de trasfondo plenamente genético, lo primero que debemos saber es que nuestro cuerpo está compuesto por alrededor de 37 millones de células las cuales cada día pasan por un delicado balance de vida y muerte; nuestro cuerpo tiene bastante bien regulado cuando una célula se divide para formar una célula hija, nuestro cuerpo también es capaz de “sentir” cuando ya una célula es incapaz de cumplir su función y envía señales para que esta cese sus funciones y perezca. Este proceso es conocido como “apoptosis” o muerte celular programada y ocurre todos los días, a todas horas en el cuerpo humano.

El cáncer se desarrolla principalmente cuando nuestro cuerpo no es capaz de identificar que una célula debe hacer apoptosis, esto generalmente ocurre debido a daños en el ADN que evitan que la célula pueda repararse o entrar en apoptosis. Estas células libres de la apoptosis (comúnmente llamadas inmortalizadas) seguirán creciendo y reproduciéndose, generando masas de tejido en sitios donde no deben estar, entorpeciendo los procesos corporales normales y eventualmente migrando a otras partes del cuerpo a través del torrente sanguíneo en el proceso conocido como metástasis.

Existen gran cantidad de terapias en la actualidad para combatir el cáncer, la mayoría se enfocan en la eliminación de las células cancerígenas, otras en restituir la función apoptótica, sea cual sea el caso los avances médicos no paran de aparecer y cada día nuevos procesos, cada vez menos riesgosos, aparecen con la esperanza de por fin poder eliminar a tan peligrosa enfermedad. 

La presencia de dos cromosomas “X” en el par sexual deriva en el desarrollo de un individuo femenino, por otro lado al tener tanto un cromosoma “X” como uno “Y” se genera un individuo masculino.

En el caso del hombre se emplea tanto la información provista por el cromosoma X como por el Y, sin embargo en el caso de la mujer es un caso totalmente diferente. La verdad de todo esto es que sólo se requiere la información contenida en 1 cromosoma X para generar un individuo funcional,  las mujeres poseen dos copias que contienen la misma información genética por lo que presentan una carga génica duplicada la cual de no ser controlada puede causar estragos a nivel de desarrollo corporal.

Es en este caso que ocurre un fenómeno genético conocido como “silenciamiento” en el cual una de las copias del cromosoma X atraviesa una serie de modificaciones moleculares (Completamente orquestadas, sincronizadas y en extremo delicadas) que terminan inactivando su información genética. Este cromosoma inactivado y modificado pasa a transformarse en una estructura celular conocida como #Corpúsculo de Barr” el cual es empleado en la investigación forense para identificación de cuerpos.

El proceso de inactivación del cromosoma X ocurre durante las fases primarias del desarrollo embrionario y se da al azar, en algunas células se inactiva el cromosoma X heredado por vía materna mientras que en otras se silencia el X paterno, estas células al replicarse presentarán siempre el mismo patrón de silenciamiento.  

Los hombres y mujeres se diferencian de manera genética gracias a su estructura cromosómica, un ser humano común cuenta con 23 pares de cromosomas que a su vez pueden definirse como cuerpos de material genético extremadamente compactados. De estos 23 pares de cromosomas uno de ellos determina si una persona será hombre o será mujer, este es el denominado el “Par de cromosomas sexuales”.

Existen dos posibilidades en cuanto a los cromosomas sexuales se refieren, el cromosoma puede ser X o puede ser Y, las mujeres cuentan con 2 copias de cromosoma X y los hombres con una copia X y una Y.

En el campo de la genética llama la atención las grandes diferencias existentes entre ambos cromosomas, el X es de gran tamaño y con vasta cantidad de información necesaria para el desarrollo del feto, sin embargo el Y es de tamaño reducido y pareciera no poseer mucha información.

Hasta hace una década se creía que el cromosoma Y era un “cementerio” de información genética y que no contaba con información realmente relevante para el desarrollo embrionario, sin embargo con el avanzar de la tecnología y el surgimiento de nuevas técnicas de análisis genético y secuenciación, se ha descubierto que este no es el caso.

Más allá de la poca información que pareciera aportar el cromosoma Y, se ha observado que juega un papel importante no sólo en la diferenciación sexual, en este se encuentran genes que juegan un papel importante en el desarrollo germinal, mantenimiento celular e incluso genes que regulan la altura corporal. Es importante destacar que la ausencia de este cromosoma genera anomalías importantes en el desarrollo como el síndrome de Jakob.