Por Paola E. Leone, Ph.D.
El Día del Genetista se celebró el 8 de febrero y es un buen momento para repasar las tecnologías empleadas en Ecuador para entender el material genético de la población.
A mediados de la década de los años ochenta regresan al país cinco médicos con especialización en genética e introducen las tecnologías empleadas en ese momento en el mundo como eran la citogenética convencional en muestras de sangre periférica, médula ósea, líquido amniótico, algo menos en muestras de tumores sólidos, y uno de ellos trabajaría también con vellosidades coriónicas. Una década después, se publicaría trabajos en líquido pleural también.
El estudio del material genético contenido en los cromosomas, cariotipo, fue la prueba estándar hasta la mitad de la década de los años noventa con la incorporación de herramientas moleculares para el estudio de regiones específicas de genes, con la extracción de ADN y ARN, Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR), Reacción en Cadena de la Polimerasa con reverso transcripción (RT-PCR), detección indirecta de mutaciones a través del polimorfismo en la conformación de la cadena sencilla (SSCP) y la secuenciación manual de genes, éstas dos últimas con tinción basada en bromuro de etidio y/o nitrato de plata. Al día de hoy el algoritmo de un estudio genético se inicia con la realización del cariotipo.
A fines de los años noventa e inicio de la primera década del siglo XXI, se inauguran en Ecuador las tecnologías basadas en el empleo de fluorescencia: Southern blot y FISH, métodos de detección de una secuencia concreta de ADN que requieren de la unión o hibridación de una sonda, una cadena complementaria al ADN. Southern blot que previamente habíamos empleado en laboratorios de otros países con sondas marcadas radiactivamente con isótopos radiactivos como 32P, 33P o 35S, imposible de utilizar en el país al carecer de una infraestructura para el manejo y desecho, nos llevó a emplear sondas marcadas no radiactivas sino con fluorescencia, específicamente con digoxigenina.
Igualmente, para la hibridación in situ fluorescente (FISH) técnica que emplea una sonda marcada, actualmente es accesible como un reactivo listo para usar, a diferencia de cuando montamos la técnica hace aproximadamente veinte años, que hacíamos crecer las bacterias, preparar los plásmidos y marcar las sondas que según el método: directo por hexanucleótidos aleatorios o indirecto mediante traducción a partir de muescas, nos llevaba aproximadamente una semana para tener recién la sonda antes de emplearla en la FISH. Se marcaba con digoxigenina, que daba un color rojo y con biotina, color verde.
Al presente, en las instituciones académicas y de salud de Ecuador que emplean la FISH cuentan con sondas listas de usar y el protocolo completo de FISH se realiza en dos días. Las sondas actuales pueden estar marcadas con diferentes fluorocromos compatibles con los colores: rojo, naranja, amarillo, verde, celeste y azul.
A partir de la segunda década del siglo XXI se analizan los datos obtenidos de los arrays de mapeo genético o chips, que se basan en la hibridación del ADN de estudio, marcado con biotina, y el ADN control marcado con digoxigenina, que estudian todo el genoma humano, al igual que el cariotipo, pero con alta resolución; y se realiza la secuenciación masiva de genes (NGS) con diferentes paneles que cubren desde cientos de genes a varios miles de genes.
A pesar del desarrollo de tecnologías que nos permiten conocer el estado de uno o varios genes, la citogenética no es reemplazable y recientemente, adquirimos el cariotipo espectral (SKY) que permite pintar cada par de cromosomas con un color diferente gracias a diferentes combinaciones de cinco fluorocromos: Rodamina, Rojo Texas, Cy5, FITC y Cy5.5, generando 24 colores en total (Figura 1).
La necesidad de conocer el material genético relacionado con las enfermedades, a través de la alteración de un gen o reestructuraciones cromosómicas que involucran a varios genes, ha impulsado el desarrollo, mejora e implementación de tecnologías que han permitido identificar genes y mecanismos asociados en diferentes enfermedades, pronóstico y elegibilidad para tratamientos.
Este año se cumplen 35 años de la creación de la Sociedad Ecuatoriana de Genética Humana y en el mes de julio se celebrará el Congreso Ecuatoriano de Genética Humana con profesionales nacionales y extranjeros que permitirá conocer los trabajos realizados en el país, establecer colaboraciones y planear la próxima actualización de tecnologías.
Figura 1. Alteraciones estructurales y numéricas en un caso de mieloma múltiple. a, Cariotipo espectral (SKY) que evidencia varias alteraciones entre ellas derivativos del cromosoma 4 por translocaciones que involucran al cromosoma 1, 4, 7 y 16, y pérdida de 16q; b, Array de mapeo genético que muestra el perfil del cromosoma 4, todo en rojo, compatible con número de dos copias, lo normal, sin embargo, al lado del perfil de array hay cuatro imágenes que muestra porciones del cromosoma 4 reestructuradas; c, Hibridación in situ fluorescente (FISH) con dos señales del brazo corto del cromosoma 4; d, FISH que valida la pérdida del brazo largo del cromosoma 16.
Referencias
Leone PE. La Genética y la Genómica en la Biología Ecuatoriana. Revista Noticiero Médico, 1 de marzo de 2023. Disponible: https://www.noticieromedico.com/post/la-gen%C3%A9tica-y-la-gen%C3%B3mica-en-la-biolog%C3%ADa-ecuatoriana
Leone PE, Paz-y-Miño C. Genética en el Ecuador: 30 años. Edición de la Sociedad Ecuatoriana de Genética Humana e Instituto de Investigaciones Biomédicas-Universidad de las Américas, 2016 (Derechos de Autor No. QUI-047179, ISBN No. 978-9942-21-603-8).
Leone PE. La genética en colores: implementación de la técnica de pintar los cromosomas en Ecuador. Edición Médica, 22 de enero de 2024. Disponible: https://www.edicionmedica.ec/secciones/avances/la-genetica-en-colores-la-implementacion-de-la-tecnica-de-pintar-los-cromosomas-en-ecuador-101550?fbclid=IwAR1BrYlsoSb0ctL6pyvSXfDk3288szPanfNkatvuAQjbboxEw1nmW6ypwp4
Fuente: Noticiero Médico