Diagnóstico e Prevención de Trastornos Xenéticos: Enxeñaría e Bioética

Prevención e Diagnóstico de Trastornos Xenéticos

Actualmente, coñécense máis de 7.000 trastornos xenéticos, que no seu conxunto afectan un 10% dos nenos. A prevención destes trastornos pode ser primaria ou secundaria.

Prevención Primaria

Lévase a cabo antes da concepción, da unión do óvulo e do espermatozoide. Realízase a través do consello xenético, que consiste en proporcionar información sobre o risco de que un individuo determinado ou os seus descendentes se vexan afectados por unha enfermidade xenética e analizar se existe algunha forma de previla.

O consello xenético realízase mediante a elaboración dunha coidadosa historia clínica e dunha árbore xenealóxica. Está indicado naquelas parellas en que algún dos pais posúe antecedentes de enfermidades hereditarias familiares.

Nas decisións que tomen os interesados non só interveñen os aspectos médicos, senón que inflúen de maneira importante os seguintes aspectos:

• Culturais e emocionais
• Familiares e sociais
• Económicos, legais e relixiosos

Prevención Secundaria

Realízase despois da fecundación. Pode ser de dous tipos:

1. Diagnóstico Prenatal

   Realízase ao feto, dentro do útero e antes do nacemento. É unha serie de técnicas especiais que permiten determinar a existencia de certas anomalías no feto.

   Se se empregan técnicas de fertilización in vitro pódese realizar un diagnóstico xenético preimplantacional, consistente en analizar as células do embrión en desenvolvemento antes de implantalas no útero materno para comprobar a existencia ou non dun xene alterado ou anomalías estruturais cromosómicas. Se non se detectan alteracións xenéticas, o embrión implántase; no caso contrario, pode rexeitarse.

2. Diagnóstico Posnatal

   Realízase despois do nacemento, normalmente nos primeiros días de vida, mediante análises de urina e de sangue. Destaca a proba do talón, na que se extrae sangue do acabado de nacer para detectar posibles trastornos metabólicos relacionados coa deficiencia ou falta dun encima.

Unha vez realizado o diagnóstico pre ou postnatal, existen medidas que melloran a calidade de vida dos pacientes afectados por un trastorno xenético. Moitos son tratables con medidas paliativas, e é posible realizar terapia xénica para intentar curar algunhas afeccións xenéticas, substituíndo xenes defectuosos por xenes normais de forma permanente.

Técnicas de Diagnóstico Prenatal

Serven para comprobar que o feto se está desenvolvendo e formando adecuadamente, sen ningún defecto conxénito, ningunha anomalía morfolóxica, estrutural, funcional ou molecular que se presente ao nacer. Tamén permiten diagnosticar factores de risco para a nai que impliquen levar máis control ao longo do embarazo.

Divídense en dous grupos:

1. Técnicas Non Invasivas

   Inclúen analíticas, historia clínica dos pais e as ecografías. A ecografía fetal é un método inocuo para o bebé, xa que crea unha imaxe do feto no útero materno. Identifícanse e mídense varias partes do feto. Emprégase para o diagnóstico de síndromes conxénitas que manifesten alteracións estruturais.

2. Técnicas Invasivas

   Empréganse para confirmar e completar o diagnóstico de bastantes anomalías fetais relacionadas con alteracións cromosómicas. Só se realizan nos casos estritamente necesarios, xa que implican certo risco de perda do embarazo.

   Entre as técnicas invasivas destacan:

   • Punción do Cordón Umbilical (Cordocentese)

     Analízase o sangue obtido do cordón umbilical que une a nai co feto a partir dunha extracción cunha agulla oca. A análise do material proporciona información acerca dos cromosomas do feto, das enfermidades asociadas e das anomalías cromosómicas. Realízase a partir da semana 19 de xestación, cando se sospeita que o feto presenta algún tipo de malformación.

   • Biopsia de Pilosidades Coriais

     Recóllense células fetais das pilosidades coriais, estruturas uterinas que forman parte da placenta. Emprégase a ecografía para axudar a guiar a agulla cara ao lugar de onde se quere extraer a mostra. Realízase entre as semanas 8 e 12 de xestación por vía vaxinal ou a través da parede abdominal.

   • Amniocentese

     Técnica na que se introduce, baixo control ecográfico, unha agulla aspiradora a través da cavidade abdominal da nai ata o útero, para recoller o líquido amniótico que contén células do feto. As células cultívanse e posteriormente realízanse cariotipos fetais, para detectar trastornos. Realízase entre as semanas 14 e 18 de xestación.

Técnicas de Enxeñaría Xenética

Para manipular o ADN nun laboratorio necesítanse diversas ferramentas. Entre elas destacan:

• Enzimas de Restrición

  Proteínas capaces de cortar o ADN en puntos específicos, o que permite illar un xene determinado. A maioría das utilizadas proveñen de bacterias e diferéncianse en que efectúan o corte en distintos lugares.

• ADN Ligases

  Encimas que permiten unir fragmentos de ADN de diferente procedencia, orixinando así un ADN híbrido.

• Vectores de Transferencia

  Moléculas de ADN que poden reproducirse autonomamente e que serven para transportar xenes. Exemplos son os plásmidos bacterianos e o material xenético de certos virus.

Entre as técnicas utilizadas en enxeñaría xenética destacan a obtención de ADN recombinante e a reacción en cadea da polimerase (PCR).

Tecnoloxía do ADN Recombinante

O proceso de obtención de ADN recombinante segue os seguintes pasos:

1. Identifícase e localízase o xene desexado. O ADN doador é sometido a enzimas de restrición, que cortan os extremos do fragmento de ADN que interesa.
2. Cos mesmos enzimas córtase o plásmido utilizado como vector.
3. O fragmento de ADN obtido cos enzimas de restrición únese ao vector coa axuda dos enzimas ADN ligases. Obtense así un fragmento de ADN híbrido ou recombinante.
4. A molécula de ADN recombinante transfírese a unha célula hospedeira.
5. A molécula de ADN recombinante duplícase na célula hospedeira. Cando esta se divide, as células fillas portan o ADN recombinante. Créase así un clon de células que contén o xene procedente doutra célula.

Reacción en Cadea da Polimerase (PCR)

Esta técnica permite xerar moitas copias de ADN idénticas a partir dun fragmento de ADN. Foi inventada en 1986 por Kary Mullis e permite clonar fragmentos de ADN sen necesidade de célula, directamente nun tubo de ensaio. Actualmente, a PCR é un proceso totalmente automatizado.

Para esta reacción precísanse:

• O encima ADN polimerase, resistente á calor.
• Un pequeno fragmento de ARN duns 20 nucleótidos denominado cebador, necesario para que poida actuar o encima.
• Unha fonte de calor.
• Nucleótidos para formar as novas febras de ADN.

O proceso de amplificación segue estes pasos:

1. A molécula de ADN que se vai copiar quéntase por riba dos 90 °C para que se desnaturalice, é dicir, se separen as dúas cadeas da dobre hélice, co que rompen as pontes de hidróxeno que mantiñan unidas as bases nitroxenadas. Cada cadea servirá de molde para sintetizar unha nova cadea complementaria.
2. Diminúese a temperatura para permitir que hibriden as dúas cadeas. Grazas ao cebador, cada unha das dúas cadeas é copiada polo encima ADN polimerase, co que se sintetiza ADN.
3. As cadeas acabadas de formar son novamente separadas pola calor, co que comeza un novo ciclo. Cada ciclo dura uns cinco minutos. Tras uns 20 ciclos, e en poucas horas, pódese obter un millón de copias do fragmento inicial.

Unha vez obtidas as copias de ADN mediante esta técnica, o fragmento de ADN pode unirse a calquera vector e introducilo nunha célula para que se exprese. Debido á súa capacidade de copiar cantidades pequenas de ADN, aínda que estea deteriorado, a técnica ten moitas outras utilidades, entre as que destacan:

• Aplicacións a Estudos Evolutivos

  Permite analizar ADN que ten moitos anos de antigüidade.

• Identificación de Microorganismos

  A PCR pode detectar material xenético do microorganismo causante dunha enfermidade.

• Determinación de Pegadas Xenéticas

  Técnica forense que permite identificar unha persoa comparando o seu ADN co dunha mostra obtida.

• Diagnóstico de Enfermidades Xenéticas

  Cada xene en estudo pode ser amplificado para así determinar se un individuo porta algunha mutación que explique a presenza dunha enfermidade ou a súa aparición no futuro, que poden herdar os seus descendentes.

O Proxecto Xenoma Humano (PXH)

O PXH foi o primeiro esforzo por localizar e identificar os xenes que forman o xenoma humano, descifrar a secuencia de nucleótidos do noso ADN e saber cantos xenes codifican proteínas.

Antecedentes e Desenvolvemento do PXH

O proxecto nace formalmente en 1990 coa creación dun consorcio público. Poucos anos despois de iniciarse o proxecto, un dos seus fundadores creou a empresa privada Celera Genomics e entraron en competencia co consorcio público por publicar a secuencia do xenoma humano.

A empresa privada pretendía realizar un negocio de patentes de xenes cos seus descubrimentos; o consorcio público, pola contra, quería facer públicos todos os datos que fosen obtendo, poñéndoos á disposición de todo o mundo. Grazas aos adiantos tecnolóxicos, o director da empresa privada e o director do consorcio público anunciaron, de forma conxunta, o primeiro borrador do Proxecto Xenoma Humano, que deron a coñecer en dúas prestixiosas revistas científicas, Science e Nature, respectivamente.

Características Principais do Xenoma Humano

• O noso xenoma ten uns 3.000 millóns de nucleótidos. Está formado por arredor de 25.000 xenes que codifican proteínas.
• O tamaño dos xenes é moi variable; de media, conteñen uns 27.000 pares de bases.
• Só unha pequena porción de ADN, menos do 2 %, codifica para proteínas. O resto de ADN non ten función coñecida ata o momento.
• Os seres humanos somos moi semellantes. O 99,9 % dos xenes de todas as persoas son iguais. O 0,1 % restante é a causa das diferenzas entre uns individuos e outros.
• En contra do que se pensaba, cada xene está implicado na síntese de moitas proteínas, non dunha soa.

Bioética e Implicacións da Enxeñaría Xenética

As técnicas empregadas na biotecnoloxía moderna, baseadas en enxeñaría xenética, teñen moitos beneficios, pero tamén riscos derivados do seu mal uso. Xorden dilemas éticos e preguntas en diversos campos que teñen que ver con riscos dun uso inadecuado delas:

• Ámbito Sanitario

  Os fármacos de deseño poden ocasionar efectos secundarios non desexados. Poderían provocar novos microorganismos patóxenos que causen enfermidades descoñecidas.

• Ámbito Ético

  O coñecemento do noso xenoma abre a posibilidade da manipulación do material xenético da nosa especie.

• Ámbito Legal

  O Convenio Europeo de Patentes prohibe patentar xenes humanos.

• Ámbito Medioambiental

  Pode provocar a desaparición de especies. Ademais, estes organismos poderían causar desastres ecolóxicos. Existe a posibilidade de polinización cruzada, no que o pole das plantas modificadas xeneticamente pode pasar a plantas non modificadas, e poida provocar trastornos no ecosistema.

• Ámbito Social

  As aplicacións biotecnolóxicas poden crear diferenzas aínda maiores entre países pobres e ricos. O coñecemento do xenoma humano permitirá coñecer a predisposición a padecer unha enfermidade. Esta información, utilizada de xeito inadecuado, podería vulnerar o dereito á intimidade.

En 1970 xorde a Bioética, que se define como o estudo dos problemas éticos orixinados pola investigación biolóxica e as súas aplicacións. Intenta proporcionar criterios sobre o que se pode e o que non se pode facer, levando ao convencemento de que a ciencia e a tecnoloxía teñen que ser medios para o benestar humano e non instrumentos de dominación e control.

Creáronse diferentes organizacións, entre as que destaca o Comité Internacional de Bioética, dependente da Unesco. En España creouse en 2007 o Comité de Bioética de España, que representa a España en foros internacionais e emite informes, non vinculantes, para asesorar o Goberno sobre as implicacións éticas de novas leis ou avances científicos.