sábado, 30 de abril de 2016

Cariotipo Espectral

Cariotipo espectral


Es una técnica de laboratorio que permite visualizar los cromosomas pintando cada pareja (23 pares en una célula humana) de un color fluorescente distinto. la imagen fue tomada por el Instituto Nacional de Genoma Humano de Estados Unidos.
    La técnica de cariotipo espectral en colores (SKY) permite la detección e identificación simultánea de todos los cromosomas humanos mediante la combinación de cinco fluorocromos. La sonda que se utiliza para hibridar las células tumorales en metafase es una mezcla de sondas de pintado cromosómico de los 24 cromosomas, cada uno marcado con una combinación de fluorocromos diferente. Se necesita un equipo y unsoftware especial para detectar y discriminar las diferentes sondas de ADN que se hibridan simultáneamente. Por lo tanto, esta técnica combina la sensibilidad del FISH con la gran ventaja del análisis citogenético convencional: obtener una visión global de las todas las alteraciones cromosómicas en un único experimento.
   Este método ha permitido detectar translocaciones crípticas, en algunos casos recurrentes y, sobre todo, analizar cariotipos complejos e investigar los orígenes genéticos del material implicado en cromosomas marcadores. Así, se ha podido detectar el origen de las adiciones en el brazo largo del cromosoma 14, tan frecuentes en neoplasias linfoides. El principal inconveniente del SKY es que no permite detectar inversiones ni pequeñas delecciones.
   Los resultados de esta técnica pueden abrir campos a nuevas investigaciones, pero además puede tener un significado pronóstico, ayudando a identificar alteraciones genéticas recurrentes que identifiquen subtipos específicos de una enfermedad. En las leucemias agudas el SKY ha permitido la detección de translocaciones crípticas en cromosomas que el análisis mediante bandas G detectaba como de-leccionados, proporcionando una herramienta para que en el futuro se puedan definir mejor los grupos de mal pronóstico.
   Cuando se desarrolló la técnica, se pensó que el SKY podría detectar alteraciones en los pacientes con neoplasias hematológicas pero que presentaban cariotipo normal. Algunos trabajos recientes muestran que el SKY detecta alteraciones crípticas en un porcentaje muy bajo de estas muestras. Estos resultados, junto con el hecho de que es una técnica laboriosa y cara, sugieren que probablemente el SKY no es la técnica de elección para el estudio de casos con un resultado citogenético normal.
    Las distintas técnicas genéticas no se excluyen, son complementarias unas de otras. Lo importante es valorar qué tipo de estudio se debe utilizar en cada caso. Esto se aplica también al SKY, que siempre se debe utilizar como un método complementario del análisis de bandas G. El cariotipo convencional permite analizar un mayor número de metafases y proporciona una descripción más exacta de las bandas implicadas en los reordenamientos.
    En conclusión, el SKY puede representar un importante instrumento en el análisis citogenético, especialmente en casos con cariotipos complejos. La capacidad de discernir diferencias genéticas entre poblaciones de células leucémicas similares morfológica e inmunológicamente está ayudando a establecer las bases para una revisión de la clasificación de neoplasias hematológicas. La utilización conjunta de estas técnicas está aportando datos a una investigación dirigida a identificar factores pronósticos en estos pacientes.

El Guardián del Genoma

El guardián del genoma también protege los telómeros

   Conocida como el Guardián del Genoma, la proteína p53 se encarga de mantener la integridad del material hereditario en la célula. p53 actúa como regulador de la expresión de genes relacionados con la reparación del ADN, el ciclo celular o incluso la muerte de la célula, cuando se producen daños graves en el ADN. p53 constituye una de las proteínas supresoras de tumores más conocidas y estudiadas,y diferentes trabajos han demostrado que su función está alterada en más de la mitad de los cánceres.
   Un equipo de investigadores del Instituto Wistar acaba de conectar p53 con la función de otros importantes elementos protectores del genoma, los telómeros, revelando que p53 es capaz de suprimir el daño acumulado en estas estructuras terminales de los cromosomas.
   Para llevar a cabo su función, p53 puede unirse a diferentes posiciones en el genoma, relacionadas o no con la expresión génica, pero hasta el momento no se había establecido una relación con los telómeros. Los investigadores identificaron sitios de unión de p53 en las regiones subteloméricas, los elementos cromosómicos que separan los telómeros del resto del cromosoma. La unión de p53 a estas posiciones tenía la capacidad de provocar cambios en la cromatina asociados a la estabilidad del genoma: modificaciones en las proteínas histonas, supresión de lugares de daño en ADN y expresión de TERRA (telomere repeat-containing ARN), el ARN no codificante que forma parte del telómero y contribuye a su naturaleza facilitando la metilación de una de las histonas que interviene en su compactación.
  Cuando p53 no está presente en las células, el ADN telomérico se muestra sensible a la acción de agentes que dañan el ADN. Los investigadores proponen que interacción de p53 con las regiones subteloméricas protegen directamente al telómero, a través de la alteración de la cromatina, facilitando el acceso a la maquinaria de reparación del ADN y activando elementos reguladores de la transcripción.
   “Pensamos que p53 podía ser responsable de un efecto protector más directo en los telómeros,“ manifiesta Lieberman, director del Centro de Biología Química y Medicina Traslacional e investigador principal del trabajo. “Teniendo en cuenta nuestros resultados, proponemos que las modificaciones de la cromatina llevadas a cabo por p53 aumentan la reparación local del ADN o su protección. Esto sería otra función supresora de tumores más de p53, lo que proporciona un marco de trabajo adicional de cómo de importante es este gen en protegernos del cáncer.”

Referencia: Tutton S, et al. Subtelomeric p53 binding prevents accumulation of DNA damage at human telomeres. EMBO J. 2015 Dec 12. Doi: 10.15252/embj.201490880

Fuente: Brothers-in-Arms: How a Tumor Suppressor Gene and Chromosome-Protecting Proteins Work Together to Stave Off Cancer. http://wistar.org/news-and-media/press-releases/brothers-arms-how-tumor-suppressor-gene-and-chromosome-protecting-prot

Alteraciones Cromosómicas

Embriones con alteraciones cromosómicas pueden desarrollarse en individuos sanos

 Un estudio de la Universidad de Cambridge acaba de revelar que aun conteniendo algunas células con alteraciones cromosómicas, los embriones de mamífero tienen la capacidad de desarrollarse de forma normal si el número células normales es suficiente.
  El estudio muestra que incluso con células que contienen alteraciones cromosómicas, los embriones de mamífero tienen capacidad para desarrollarse de forma normal, si el número de células normales es suficiente. 
  Una proporción de los embriones humanos tempranos son mosaicos y están formados por células normales, con una composición cromosómica euploide (dos juegos completos de cromosomas, heredados uno del padre y otro de la madre), y células aneuploides, caracterizadas por contener un número anormal de cromosomas. La presencia de estas alteraciones es una razón frecuente de interrupción natural del embarazo, y también es responsable de la aparición de algunos síndromes, como las trisomías, producidas cuando, para un cromosoma concreto, existen tres copias en lugar de las dos habituales. Un ejemplo de trisomía es, por ejemplo el Síndrome de Down, en el que las células de las personas que lo manifiestan contienen 3 cromosomas 21. Los efectos de las alteraciones cromosómicas sobre el desarrollo embrionario han llevado al diseño de diferentes pruebas prenatales destinadas a la detección temprana de estas alteraciones cromosómicas en el feto. Sin embargo, a pesar de contener células anormales, algunos embriones se desarrollan correctamente y pueden lugar a bebés sanos.
  “Muchas madres tienen que tomar una decisión difícil sobre su embarazo basada en un test cuyos resultados todavía no entendemos completamente,” indica Magdalena Zernicka-Goetz, directora del trabajo. “Qué significa si un cuarto de las células de la placenta tienen una anormalidad genética? ¿Cómo de probable es que el niño tenga células con esta anormalidad también? Esta es la pregunta que queríamos responder.” La investigadora menciona también que la importancia de estas preguntas ha crecido en los últimos años, puesto que la edad media a la que las mujeres tienen los niños está aumentando, hecho relacionado con un mayor riesgo a tener hijos con alteraciones cromosómicas.

  En el estudio los investigadores evaluaron el efecto de la presencia de alteraciones cromosómicas en el embrión. 
  Para entender mejor porqué algunos embriones se desarrollan normalmente a pesar de tener células con alteraciones cromosómicas los investigadores utilizaron varias aproximaciones. En primer lugar, trataron embriones de ratón en los primeros estadios del desarrollo, entre 4 y 8 células, con inhibidores del huso acromático, lo que impedía la correcta separación de los cromosomas durante la división celular y generaba células con el número de cromosomas alterado. Los embriones en los que todas las células presentaban alteraciones cromosómicas eran letales y no progresaban.
  A continuación, el equipo obtuvo embriones mosaico que contenían células con aneuploidías y células normales y rastrearon en ellos el destino de los dos tipos de células. De este modo, observaron que la supervivencia de las células con un número anormal de cromosomas depende de su linaje: cuando las células con alteraciones cromosómicas son de origen fetal, son eliminadas por apoptosis en un proceso que se inicia antes de la implantación del embrión en el útero, mientras que cuando proceden del linaje de la placenta, el resultado es que presentan graves defectos de desarrollo.
 Además, los investigadores transfirieron los embriones mosaico a madres adoptivas, lo que permitió establecer que incluso cuando la mitad de las células de un embrión contienen alteraciones cromosómicas, se puede rescatar el fenotipo normal. Así, el equipo concluye que los embriones mosaico mantienen un potencial de desarrollo normal en tanto contengan un número suficiente de células euploides.
  Los resultados obtenidos proporcionan importantes claves sobre los mecanismos de desarrollo embrionario y la capacidad del embrión para repararse. No obstante, conviene tener en cuenta que los experimentos fueron realizados en ratón, y no en humanos. De confirmarse el mismo proceso en la especie humana, podría tener especial relevancia a la hora de evaluar la calidad de los embriones utilizados en las técnicas de fertilización in vitro.
  “El embrión tiene una capacidad increíble de corregirse a sí mismo,” explica Zernicka-Goetz. “Hemos encontrado que incluso cuando la mitad de las células del embrión temprano son anormales, éste puede repararse completamente a sí mismo. Si este es el caso de los humanos también, significaría que incluso cuando hay indicaciones tempranas de que un niño tenga un defecto de nacimiento porque hay algunas pero no todas, células anormales en su cuerpo embrionario, no necesariamente será éste el caso.”

Referencia: Bolton, H et al. Mouse model of chromosome mosaicism reveals lineage-specific depletion of aneuploid cells and normal developmental potential. Nature Comms. 2016. DOI: 10.1038/ncomms11165

Fuente: Early-stage embryos with abnormalities may still develop into healthy babies.http://www.cam.ac.uk/research/news/early-stage-embryos-with-abnormalities-may-still-develop-into-healthy-babie

Esperma Y Óvulos


El anonimato de los donantes de esperma y óvulos, comprometido por los avances de las pruebas genéticas

   Un reciente artículo de opinión publicado enHuman Reproduction indica que el rápido crecimiento de las pruebas genéticas experimentado en los últimos años compromete el anonimato de las personas que donan su esperma u óvulos para que sean utilizados en las clínicas de fertilidad.
    Gran parte de los tratamientos de fertilidad están basados en la utilización de gametos, bien esperma, bien óvulos, de donantes. Desde la primera donación de esperma registrada, en 1884, decenas de miles de personas han sido concebidas con gametos que no procedían de sus progenitores legales.
  Inicialmente, los donantes podían permanecer en el anonimato, y su descendencia no tenía forma de obtener información sobre su o sus progenitores biológicos. Sin embargo, en la actualidad, muchos países, como por ejemplo Reino Unido, Suecia u Holanda, han eliminado el anonimato de los donantes y permiten a aquellas personas concebidas con gametos de donantes conocer a sus padres genéticos, siempre que hayan sido informados de haber sido concebidos de este modo.
     Con la reciente revolución del genoma humano y la mejora de las técnicas de secuenciación, en los últimos años han aparecido numerosas pruebas genéticas de acceso directo a los consumidores que permiten obtener información sobre sus ancestros genéticos o sobre ciertos aspectos de su salud. Por ejemplo, existen pruebas que permiten contrastar el ADN propio con el de bases de datos de otros consumidores para encontrar parientes lejanos, o incluso resolver casos de parentesco desconocido. Más de tres millones de personas han utilizado estas pruebas y el ADN de muchas de ellas está disponible en bases de datos. Además, en paralelo, diferentes proyectos internacionales tienen como objetivo secuenciar el ADN de miles de voluntarios y depositarlo en bases de datos públicas, con fines de investigación. Esto, unido a la rápida expansión del diagnóstico genético lleva a una situación en la que cada vez es más fácil que una persona disponga de su información genética y potencialmente pueda compararla con la de otros individuos.
  La existencia de las nuevas tecnologías del ADN y la capacidad para almacenar su información en bases de datos comprometen el anonimato de los donantes de gametos, que ya no puede ser garantizado por parte de las clínicas especializadas.
   En el artículo, los investigadores comentan la situación actual de la donación de gametos, reclutamiento de donantes, anonimato de los mismos y diferentes pruebas genéticas de acceso al público general y llevan a cabo una serie de recomendaciones para preservar la seguridad de aquellos concebidos con gametos de donantes y los derechos éstos últimos.
    En primer lugar, los autores consideran que las personas que deciden recurrir a donantes de gametos para obtener descendencia deberían ser informadas extensamente de que el ADN de sus hijos puede revelar que no son sus progenitores biológicos. Los investigadores animan a los progenitores a comunicar a sus hijos la forma en la que fueron concebidos. Una proporción importante de padres no lo hace, bien por preocupación sobre las consecuencias que la información podría tener en la relación con sus hijos, bien por miedo a una posible intromisión por parte de la familia biológica en sus vidas. Si los hijos descubren de forma independiente que su ADN no corresponde al de aquellos que consideran sus padres, las consecuencias psicológicas y el efecto sobre su confianza en los progenitores legales podrían ser graves, mientras que una comunicación temprana probablemente no se convierta en una experiencia traumática para los hijos.
    La secuencia de nuestro ADN no sólo nos identifica, sino que también identifica relaciones de parentesco cercano al ser comparado con el de familiares. Imagen: Medigene Press SL.
    “Las pruebas de ADN están siendo cada vez más utilizadas para resolver casos de paternidad desconocida, casos de adopción y personas concebidas con gametos de donantes,” indica Joyce Harper. “La gente está encontrando medios hermanos e incluso parientes biológicos en bases de datos online abiertas al público. Un donante de esperma no tiene que estar en la base de datos para ser identificado, ya que la identificación puede realizarse a partir de otros parientes como primos segundos o terceros.” Utilizando estas bases de datos, los adultos concebidos de gametos de donantes que no han sido informados de este hecho pueden descubrirlo, lo que podría llevar a una pérdida traumática de confianza en sus padres.
   Otra de las partes implicadas, los donantes, también deberían de ser informados de la posibilidad de ser identificados en el caso de que su ADN o el de uno de sus parientes sea incorporado en una base de datos.
   Como resultado, los autores plantean la necesidad de abrir una discusión pública sobre cómo preservar los intereses de aquellas personas concebidas con gametos de donantes, y proteger los derechos de los propios donantes. Además, indican, las clínicas de fertilidad necesitarán desarrollar procedimientos que permitan integrar información genómica posterior en los consentimientos. Podría ser posible que uno de los donantes fuera portador de mutaciones perjudiciales de utilidad clínica para la descendencia y que debido a la no comunicación de los padres legales, esta información no pudiera ser proporcionada a la descendencia.
   “El artículo resalta la necesidad de asegurar de que la nueva información genética se comunica de una forma que promueva tanto la seguridad como la privacidad de la descendencia y los donantes,” manifiesta Debbie Kennett.    “Las clínicas de fertilidad necesitan desarrollar recomendaciones y procedimientos que permitan integrar información genómica a sus acuerdos de consentimiento. Todas las partes implicadas deberían ser conscientes de que en 2016 el anonimato de los donantes no existe.”

Referencia: Harper JC, et al. The end of donor anonymity: how genetic testing is likely to drive anonymous gamete donation out of business. Hum Reprod. 2016 Apr 12. Doi: 10.1093/humrep/dew065

Fuente: Future of donor anonymity threatened by growth of genetic testing.http://www.ucl.ac.uk/news/news-articles/0416/130416-Sperm-donors-anonymity

Anorexia

Un modelo en ratón para estudiar la anorexia que combina  Genética, Estres y Dieta.

 Investigadores de la Universidad de Columbia han desarrollado un modelo de anorexia en ratón que combina tres factores epidemiológicos conocidos por su relación con esta enfermedad: una variante genética, el estrés durante la adolescencia y la restricción calórica en la dieta. 
  La anorexia nerviosa es un trastorno alimentario caracterizado por el rechazo a los alimentos y reducción voluntaria de su ingesta, lo que lleva a una reducción en el peso, entre otros síntomas, que puede interferir con la salud e incluso llevar a la muerte. En la actualidad la anorexia nerviosa es una de las enfermedades crónicas más frecuentes en las adolescentes, lo que hace necesario desarrollar aproximaciones terapéuticas efectivas. 
  Diferentes factores genéticos, biológicos, psicológicos y socioculturales contribuyen a la susceptibilidad a desarrollar anorexia nerviosa. No obstante, hasta el momento no se ha identificado ninguno que sea necesario y suficiente para dar lugar a la enfermedad, lo que ha supuesto un obstáculo para la obtención de modelos animales que recapitulen la enfermedad. 
  El modelo desarrollado por los investigadores permite estudiar las interacciones entre varias de las variables que promueven la anorexia. En primer lugar, los investigadores utilizaron hembras con predisposición genética a desarrollar ansiedad, portadoras de la variante BDNF-Val66Met. Esta variante, del gen que codifica para un factor neurotrófico que interviene en el desarrollo de diversos circuitos neuronales, media en la influencia del estrés temprano en la severidad de la ansiedad y los síntomas depresivos durante la adolescencia, presentes también en una proporción importante de pacientes con anorexia. 
  Otro de los factores que influyen en el desarrollo de la anorexia es la presión social, en este caso, dirigida hacia tener un cuerpo delgado. Como esta característica no se puede reproducir con exactitud en ratones, el equipo utilizó una aproximación adaptada a esta especie: la inducción de estrés social a través del aislamiento de los animales durante la adolescencia. 
  Por último, los investigadores sometieron a los animales a una dieta con restricción calórica, característica que suele preceder a la anorexia y se sospecha que puede intervenir también en su inducción. 
  Las tres variables utilizadas interaccionan entre sí a través de varios circuitos. Por ejemplo, la variante Val66Met, no sólo está relacionada con la ansiedad, sino que también se ha visto implicada en los efectos de la restricción calórica sobre los trastornos alimentarios. Igualmente, la activación crónica del sistema de respuesta al estrés puede suprimir la toma de alimentos. 
  Los resultados del trabajo muestran que un 40% de las hembras de ratón portadoras de la variante Val66Met, sometidas a aislamiento social durante la adolescencia y restricción calórica, se sometían a sí mismas a una restricción dietética que en algunos casos llevó a su muerte. 
   Mediante la combinación de los factores evaluados los investigadores han comenzado a comprender cómo interactúan entre ellos para inducir la anorexia nerviosa. Por ejemplo, la variante Val66Met sólo promueve el comportamiento anoréxico cuando el estrés y la restricción calórica se producen durante la adolescencia, y no cuando ocurre en la edad adulta. Esto significa que la variante Val66Met de riesgo no es suficiente para inducir anorexia. Sin embargo, sí confiere susceptibilidad al estrés social a la restricción calórica, especialmente durante la adolescencia. Es la combinación de todos los factores lo que causa un mayor efecto sobre el comportamiento alimentario. 
  “Pensamos que tenemos por primera vez un modelo de anorexia en ratón que reproduce en detalle las condiciones que llevan a la enfermedad en humanos,” manifiesta Lori Zeltser, investigador en el Naomi Berrie Diabetes Center y director del trabajo. “Este modelo no sólo nos muestra los factores más importantes que contribuyen al inicio de la anorexia sino que también nos ayuda a identificar rutas de señalización en el cerebro que dirigen este desorden alimentario potencialmente fatal".
   El estudio, concluyen los investigadores, caracteriza las interacciones gen-ambiente durante la adolescencia, que podrían dirigir un comportamiento anormal ante la comida en algunos pacientes con anorexia nerviosa, y podría representar un prometedor sistema para identificar posibles dianas de intervención terapéutica. 

Referencia: 
 Madra M, Zeltser LM. BDNF-Val66Met variant and adolescent stress interact to promote susceptibility to anorexic behavior in mice. Transl Psychiatry. 2016 Apr 5;6:e776. doi: 10.1038/tp.2016.35.

viernes, 29 de abril de 2016

Autismo

Descubierto un nuevo Gen implicado en el autismo

  La alteración de este gen conlleva un deterioro de la interacción social, ansiedad y depresión en pruebas con ratones, según un estudio con participación del CSIC.
   La identificación de este nuevo gen podría contribuir a diseñar tratamientos específicos contra el autismo.
 La alteración de la expresión de un solo gen podría contribuir al autismo. Se trata del GRIK4, un gen que regula un receptor implicado en la comunicación neuronal. La modificación de su expresión provoca comportamientos característicos del autismo, según ha demostrado un grupo de investigadores del Instituto de Neurociencias, centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Miguel Hernández de Elche. El estudio se publica en la revista Journal of Neuroscience.
   Juan Lerma, profesor de investigación del CSIC y director de este trabajo, explica que “lo que es tremendamente llamativo es que una pequeña variación en la cantidad de una sola subunidad de este receptor sináptico conlleve una sintomatología conductual tan acusada, que reproduce en gran medida los trastornos del espectro del autismo”.
   “Nuestros datos demuestran que el aumento de la expresión de un solo gen podría contribuir al autismo, y el papel crítico que juega en las enfermedades humanas el exceso de función de los receptores de kainato”, añade Isabel Aller, también investigadora del CSIC.
   La comprensión de las enfermedades cerebrales como el autismo requiere entender cómo se definen las perturbaciones que ocurren a nivel molecular, celular y sináptico. Estas son responsables de las alteraciones conductuales propias de estas patologías, según explican los investigadores. La importancia de los genes relacionados con la función sináptica en las enfermedades del cerebro se ha demostrado en estudios que describen variaciones del número de copias de diversos genes.
      Los investigadores del Instituto de Neurociencias han logrado un ratón modificado genéticamente que sobreexpresa el gen GRIK4, y han descubierto que estos ratones padecen un deterioro de la interacción social, así como estados de ansiedad y depresión, que son características observadas en niños autistas. Además, los ratones modificados han permitido determinar que estas alteraciones del comportamiento vienen acompañadas por modificaciones de la comunicación neuronal en regiones cerebrales encargadas de la actividad social. Por ello, los investigadores consideran que sería posible utilizar este ratón para abordar el estudio de las disfunciones de los circuitos asociados al autismo y diseñar tratamientos específicos para la enfermedad.

Referencia bibliográfica:

M. Isabel Aller, Valeria Pecoraro, Ana V. Paternain, Santiago Canals, Juan Lerma. “Increased dosage of high affinity kainate receptor gene grik4 alters synaptic transmission and reproduces Autism Spectrum Disorders features” Journal of Neuroscience 35(40): 13619-13628 DOI:10.1523/JNEUROSCI.2217-15.2015 7 de octubre de 2015