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jueves, 18 de julio de 2013

Genes y desordenes genéticos

Si pensamos en lo increible que ha sido conocer el proyecto Genoma,  todo lo que se ha logrado con la iniciativa y lo que se ha aprendido de él y todo lo que se ha generado, es imposible dejar de lado el valor de la ciencia genómica, por ejemplo, se pensaba inicialmente que los 46 cromosomas estaban integrado por 100,000 genes codificadores de proteínas, enzimas, hormonas y en general fuentes reguladoras de todos los procesos vitales que moldean las características del ser humano y ahora es posible comenzar a manipular todo ello para curar sindrómes y enfermedades. 

El cromosoma 22 fue el primero en ser identificado completamente contando con 545 genes activos, seguido posteriormente por el mapeo o secuenciación genética del cromosoma 21,  con sólo 225 genes activos, el cual abrió las posibilidades para desarrollar tratamientos genéticos situaciones médicas  como el Síndrome de Down, una forma de Alzheimer y varios tipos de cáncer. 

Fue así como comenzó la carrera por encontrar un  gen específico para cada una de las principales afecciones que aquejan al ser humano. Al mismo tiempo, se han encontrado la relación entre la producción  de  proteínas  y  algunos genes que crean sobre producción proteinica y otros que inhiben la producción de las mismas.


En este sentido se han encontrado algunos genes asociados con  los síndromes del espectro autista, como el 15q11-q13, 2q37.3 o el UBE3A para el síndrome de Angelman, al que también se le ha asociado al gen GABRB3, mientras que para el síndrome de Williams se encuentra el gen 7q11.23;  MeCP2, para el síndrome de Rett, por mencionar solo los síndromes del desarrollo más conocidos


Sin embargo,  se sabe que existen más síndromes, por ejemplo el síndrome de West que se asocia con el gen ARX, o bien, aunque con menor prevalencia se pueden mencionar el síndrome De Lange o la enfermedad de Crohn,  cuya alteración genética se sitúa en el gen 5p13.1.


Dentro de los síndromes menos comunes se puede hablar del  síndrome de Smith-Magenis asociado al gen 17p11.2; o bien  el   síndrome velocardiofacial relacionado con el gen 22q11; la distrofia miotónica que es una enfermedad multisistémica, cuya alteración genética está relacionada con la repetición del trinucleótido CTG en el cromosoma 19.


Mientras que  el complejo de la esclerosis tuberosa (CET), la cual es una enfermedad hereditaria autonómica dominante que puede ser debida a la mutación de dos genes distintos: el TSC1 (9q34) y el TSC2 (16p13.3). 


El síndrome de Timothy producido por una mutación en el gen CACNA1C, ubicado en 12p13.3; otras formas de alteración como la deleción terminal 10p, se le ha asociado a un fenotipo similar al síndrome de DiGeorg que causa hipo paratiroidismo, sordera sensorial y anomalías renales. 

Por otra parte, se ha estudiado  el gen implicado con el mosaicismo 45X/46XY, o podemos mencionar el síndrome de Cowden se encuentra asociado al gen PTEN, que está ubicado en 10q23.3. 

Otro grupo de desordenes genéticos como el síndrome de Goldenhar, se debe a la deleción 5q (Artigas-Pallarés, Gabau-Vila & Guitart-Feliubadaló, 2005), todos ellos asociados a trastornos del desarrollo.

Mientras que si se observan los estudios sobre el cáncer se han encontrado, por ejemplo para el cáncer cerebral, la proteína NFkB con mucha mayor actividad que en los cerebros normales, o bien la proteína HER2 en  el cáncer de mamá y de pulmón; BCR- AB1 para la leucemia mielogenosa crónica; RAS, para varios tipos de cáncer, B- RAF para el cáncer de piel; BCL-3 para el linfoma; RB1 para el retinoblastoma,  HNPCC para el cáncer de colón y el endometrial; el gen p53 que provoca el suicidio de las células y  está asociado al cáncer de pulmón, colón, mama y cerebro (Collins y Barker, 2008).

No se olvidan los trastornos de los procesos cognitivos como el Alzheimer, ya que  también es posible encontrar asociaciones génicas a procesos cognitivos, aunque los estudios aún no pueden ser concluyentes, por ejemplo se menciona el gen IGF2R asociado a la inteligencia, el cual es un tema que preocupa a muchos.

Es por ello que en  la década de 1980 el Dr. Plomin, del Instituto de Psiquiatría de Londres, en Inglaterra, comenzó su investigación sobre las relación genes e inteligencia, ya que observó que dos personas con los mismos genes correlacionan tanto como la misma persona que realiza una prueba de inteligencia con un año de diferencia, por lo que se da cuenta que los gemelos idénticos que viven separados son muy similares o idénticos en pruebas de inteligencias que los gemelos idénticos que viven juntos; es por ello que se considera que el ambiente influye en el desarrollo de los niños, sin embargo ha quedado claro que los genes pueden moldear al cerebro de formas que hacen a los individuos mejores o peores para responder a una prueba de inteligencia. 

A pesar de esto, Plomin sospecha que son necesarios más marcadores para encontrar los genes de la inteligencia, aunque declara que existirían muchos detalles difíciles de replicar para poder afirmar fehacientemente que se tienen estos genes (Silverman, 2008).
De manera más consistente, se ha encontrado en llamado gen del lenguaje, que desde el punto de vista genético, está asociado al trastorno específico del de dicho proceso cognitivo,  el  cual parece deberse a la alteración de un pequeño número de genes principales y, en particular, a la  mutación del gen FOXP2

El gen en cuestión, se expresa principalmente en determinadas zonas del sistema nervioso central, tanto durante el desarrollo embrionario, como en el individuo adulto, aunque se expresa también en otras regiones durante el desarrollo embrionario, como el pulmón, el intestino y el corazón, así como en diferentes tejidos del individuo adulto. Sin embargo los individuos afectados  con el trastorno del lenguaje,  poseen una copia no mutada del gen (Benítez Burraco, 2005; 2006; Gopnik y Crago, 1991).

Aunque cada día se avanza más en el estudio de los genes y el proteome, si se considera que se estima que existen unos 4 mil desórdenes genéticos,  y que  hasta ahora sólo se ha logrado identificar un poco más de 60 genes involucrados en enfermedades, sin duda el trabajo llevará varios años antes de concluirse; sin embargo apesar de todas las implicaciones de investigación algunos apuntan que el conocimiento del Genoma Humano será el eje principal en el diagnóstico y tratamiento para un considerable número de enfermedades como la diabetes, enfermedades cardiovasculares, enfermedades mentales y muchas formas de cáncer.

References: 

Artigas-Pallarés, J., E. Gabau-Vila, E., Guitart-Feliubadaló, M.  (2005) El autismo sindrómico: II. Síndromes de base genética asociados a autismo. Rev Neurol. 40 (Supl 1): S151-S162.

Benítez – Burraco, A. (2006) Genes y lenguaje. Teorema Vol. XXVI/1, 37-71.
           
Benitez-Burraco, A. (2005) FOXP2: del trastorno específico a la biología molecular del lenguaje. I. Aspectos etiológicos, neuroanatómicos, neurofisiológicos y moleculares. Rev Neurol.  40 (11): 671-682.

Collins, F. and Barker, A. (2008) Mapping the cancer genome. Scientific American Special Edition: New answers for cancer. Vol. 18. Num. 3. 22-29.

Gopnik, M. y M. B. Crago (1991) Familial aggregation of a developmental language disorder.  Cognition. 39. 1-19.

Hayden, KE., Strome, ED., Merret, SL., Lee, HR., Rudd MK., Willard, HF. (2013) Sequences Associated with centromere competence in human genome. Molecular and Cellular Biology. 33 (4) 763-772.

Weischenfeld, J., Symmons, O., Spitz, F.,&  Korbel, J. (2013) Phenotypic impact of genomic structural variation: insights from and for human disease. Nature Reviews Genetics. 14. 125-138.

 Young, E. (2013) Shutting down the extra chromosome in Down's Syndrom cells. National Geographic: Phenomena: Not exactly rocket science. Disponible en: http://phenomena.nationalgeographic.com/2013/07/17/how-to-shut-down-the-extra-chromosome-in-downs-syndrome/