Toda persona tiene miles de mutaciones genéticas que, bajo ciertas condiciones, pueden causar enfermedades graves, incluido el cáncer. Algunos de los genes malos heredados de sus padres, mientras que otros surgieron espontáneamente en la etapa de formación del embrión. Y si la degradación de un gen es casi imposible de arreglar, entonces ahora es real prevenir la transmisión de mutaciones a los niños. RIA Novosti cuenta cómo la genética médica ayuda a crear una generación de personas saludables.
“En mi consulta, había una gran familia de Samara que sufría de neuropatía sensorial motora hereditaria (HMSN). Esta enfermedad es desagradable, pero no fatal. Los primeros síntomas aparecen en la infancia, a los sesenta años el paciente ya está en silla de ruedas. Nos tomó unos quince años identificar el gen que causa la enfermedad. La causa molecular de la enfermedad se identificó en 2015. Ya se han realizado seis diagnósticos prenatales precoces para diferentes ramas de esta familia. Desafortunadamente, no todo el mundo tiene un pronóstico favorable. En este caso, se interrumpe el embarazo. Pero como resultado, todas estas personas dieron a luz bebés sanos. Imagínese, cinco generaciones de la familia sufrieron de HMS y sus descendientes ya no tendrán esta mutación”, dice Olga Shchagina, una médica genetista de laboratorio.
Dirige el laboratorio de diagnóstico genético molecular del Centro de Investigación Genética Médica (MGSC). Es aquí, en el lugar sagrado de la genética médica rusa, donde se decodifican los genomas de los rusos para encontrar una bomba de tiempo en su ADN. El laboratorio ocupa dos pisos del Centro Científico Estatal de Moscú y consta de varias salas aisladas. Las muestras biológicas tomadas de un paciente (generalmente sangre) pasarán a través de cada uno de ellos antes de que el médico sepa qué se esconde en los genes.
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Nube de ADN
Primero, los trabajadores de laboratorio aíslan el ADN del núcleo de las células, agregando sustancias que destruyen la membrana celular a la sangre. El ADN resultante se purifica a partir de los productos de degradación utilizando alcohol isopropílico y etílico.
"Espera, ahora lo verás todo", sonríe Shchagina, balanceando suavemente un pequeño tubo de ensayo con una solución de alcohol incolora.
A partir de suaves movimientos rítmicos en el medio del tubo de ensayo, se forma una pequeña nube blanca.
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“Esto es ADN. Es incoloro, pero así podemos verlo por un momento”, explica.
Mis intentos de fotografiar la espiral no tienen éxito, la nube desaparece tan rápido como se formó. Un tubo de ensayo con un líquido transparente y el ácido contenido en él se envía a una centrífuga, que separará la molécula biológica de los alcoholes.
Los cambios químicos espontáneos en la estructura del ADN provocan mutaciones / Depositphotos / rob3000.
Multiplica y lee
Unos minutos más tarde, los trabajadores del laboratorio sacan tubos con ADN purificado de la centrífuga y los llevan a otra habitación, donde la molécula se multiplicará, marcará y llevará a un estado en el que se pueda leer en un secuenciador, una máquina de cifrado del genoma.
“Si queremos leer una pequeña parte de un gen, hacemos la secuenciación de Sanger. Por cierto, fue así en 2003 que se descifró por primera vez la secuencia del ADN humano. Rompemos un gen en pequeños fragmentos, los propagamos mediante la reacción en cadena de la polimerasa y obtenemos una gran cantidad de copias para la investigación. Este método funciona cuando entendemos dónde buscar. Por ejemplo, se sabe que la fenilcetonuria es causada en el 95 por ciento de los casos por una mutación en el gen PAH. Si necesita leer varios genes a la vez o incluso un genoma completo, entonces se usa la secuenciación de nueva generación”, dice Shchagina.
Varios pequeños dispositivos grises con pantallas integradas en una espaciosa habitación en el primer piso de los MGNT son secuenciadores de última generación. Están dirigidos por la frágil Olga Mironovich, investigadora del laboratorio de diagnóstico de ADN del Centro Científico Estatal de Moscú.
“Mezclamos reactivos con muestras de ADN preparadas, las insertamos en el secuenciador y colocamos un chip especial allí. Los reactivos y el ADN se transfieren al chip, y todo esto se fotografía muchas, muchas veces. El software transforma las imágenes capturadas en datos que se pueden leer e interpretar . Mironovich cierra con cuidado la tapa del dispositivo e inicia el secuenciador.
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“Este ADN en particular se descifrará en veintiún horas. Entonces la bioinformática interpretará los resultados”, agrega.
Aprendí a leer, pero no siempre entendí
“El análisis del exoma, es decir, los genes responsables de codificar las proteínas, lleva al menos tres semanas. Esto es si todo ha ido bien en todas las etapas y está más o menos claro en la historia clínica qué buscar. En Rusia, y en todo el mundo, no hay muchos especialistas que sean capaces de comprender los genes decodificados”, explica la genetista Oksana Ryzhkova, directora del Centro de Uso Compartido del Centro Científico Estatal de Moscú.
Es para ella y sus empleados a los que llegan los datos del secuenciador después de que termina de funcionar.
“Mire, tengo en mi computadora los resultados de decodificar el exoma clínico del paciente - 6300 genes, variantes patogénicas en las que conducen al desarrollo de enfermedades hereditarias. Estos son los cambios identificados en comparación con el genoma de referencia (el genoma estándar compilado por los científicos como un ejemplo representativo común del código genético). Un total de 13,129 reemplazos. Es muy difícil averiguar cuál de estas opciones es la causa de la enfermedad. Por tanto, nos conectamos a bases de datos internacionales, donde se exponen tanto variantes patogénicas de genes como enfermedades asociadas a ellos, y variantes descritas como benignas, que no dan lugar a manifestaciones clínicas, y comparamos nuestras variantes con ellas. Después de la etapa de "filtración" por patogenicidad, frecuencia de aparición y muchas otras, quedan entre 15 y 30 cambios. Además, los analizaremos con el mayor detalle posible,utilizando bases de datos y programas adicionales para determinar la patogenicidad, leer artículos, comparar los síntomas del paciente con los descritos en la literatura. Sólo después de esto podemos concluir qué variante causó la enfermedad”, aclara Ryzhkova.
Cómo se descubren las enfermedades hereditarias
Si no hay suficientes datos sobre el supuesto gen culpable, los genetistas recurren a los científicos genéticos en busca de ayuda. Un equipo de investigadores del Laboratorio de Genómica Funcional del Centro Científico Estatal de Moscú, simulando diversas variantes de mutaciones en organismos vivos, prueba o refuta hipótesis sobre los genes responsables de determinadas enfermedades.
Durante dicha investigación, los científicos descubren nuevas relaciones genéticas.
“Cada año describimos alrededor de una docena de genes nuevos responsables de enfermedades hereditarias. Más recientemente, se descubrió que una mutación en el gen KIAA1019 causa trastornos del desarrollo fetal que son incompatibles con la vida. Una pareja cuyos tres embarazos se interrumpieron en las primeras etapas llegó al MGNC. Secuenciamos el ADN fetal y encontramos nuevas mutaciones en el gen KIAA1019 completamente inexplorado. A través de experimentos en líneas celulares, demostraron que las mutaciones encontradas en los padres conducen a una ruptura completa del gen KIAA1019, que causa múltiples malformaciones en el feto. Y cuando se conoce una mutación, se puede manipular. En el siguiente embarazo, los médicos realizaron un diagnóstico prenatal temprano, el feto resultó ser portador de una mutación en un solo gen. Esto significa que en esta familia nacerá un niño completamente sano. Si la mutación vino de ambos padresel embarazo se habría interrumpido”, dice Mikhail Skoblov, director del laboratorio de genómica funcional.
Skoblov confía en que el futuro de la genética médica está precisamente en esa prevención de enfermedades genéticas hereditarias. Los propios pacientes se adhieren a puntos de vista similares. Según Irina Myasnikova, presidenta de la Sociedad Panrusa de Enfermedades Huérfanas, las familias con problemas genéticos deberían poder realizar diagnósticos pregestacionales y prenatales gratuitos.
“El costo de tales diagnósticos y el costo de la terapia para pacientes con enfermedades hereditarias son incomparables. Esto es beneficioso para todos: tanto para el estado, porque no hay necesidad de gastar recursos en terapia, como para las familias, porque tendrán hijos sanos”, concluye Myasnikova.
Alfiya Enikeeva
