miércoles, 2 de junio de 2010

Clonación

¿ En qué consiste la clonación?
La clonación (derivado del griego κλων, que significa "retoño") puede definirse como el proceso por el que se consiguen copias idénticas de un organismo, célula o molécula ya desarrollado de forma asexual.
Se deben tomar en cuenta las siguientes características:
· En primer lugar se necesita clonar las moléculas ya que no se puede hacer un órgano o parte del "clon" si no se cuenta con las moléculas que forman a dicho ser, aunque claro para hacer una clonación necesitamos saber que es lo que buscamos clonar (ver clonación molecular).
· Ser parte de un animal ya desarrollado, porque la clonación responde a un interés por obtener copias de un determinado animal que nos interesa, y sólo cuando es adulto conocemos sus características.
· Por otro lado, se trata de crearlo de forma asexual. La reproducción sexual no nos permite obtener copias idénticas, ya que este tipo de reproducción por su misma naturaleza genera diversidad.

¿Por qué es posible la clonación?
La posibilidad de clonar se planteó con el descubrimiento del DNA y el conocimiento de cómo se transmite y expresa la información genética en los seres vivos.
Para entender mejor esto hace falta recordar brevemente cómo “está hecho” un ser vivo. Un determinado animal está compuesto por millones de células, que vienen a ser como los ladrillos que forman el edificio que es el ser vivo. Esas células tienen aspectos y funciones muy diferentes. Sin embargo todas ellas tienen algo en común: en sus núcleos presentan unas largas cadenas que contienen la información precisa de cómo es y cómo se organiza el organismo: el ADN. Cada célula contiene toda la información sobre cómo es y cómo se desarrolla todo el organismo del que forma parte .

¿Qué dificultades presenta?
Sin embargo, pronto se comprobó que no es en absoluto fácil conseguir un nuevo ser a partir de una célula cualquiera del organismo adulto. La clonación, por el contrario, presentaba dificultades aparentemente insuperables. Las células de distintos tipos que constituyen el ser vivo pueden vivir y crecer en cultivo, pero es muy difícil que den lugar a un nuevo individuo: se limitan a dividirse y producir más células especializadas como ellas. Aunque tienen la información de cómo hacer el ser vivo, la especialización ha hecho que “pierdan memoria”: sólo recuerdan la parte de información que usan habitualmente, y no pueden reprogramarse y empezar de cero a producir un nuevo ser. O al menos esto se pensaba hasta que se publicó la existencia de Dolly.

¿Que tipos de clonación?
1.Clonación molecular
La clonación molecular se refiere al proceso de aislar una secuencia de ADN de interés, insertarlo en un plásmido y obtener múltiples copias de ella en un organismo. La clonación de cualquier secuencia de ADN incluye los siguientes pasos:
¯ Fragmentación: Inicialmente, el ADN de interés necesita ser fragmentado para proveer un segmento relevante de ADN de un buen tamaño. La preparación de los fragmentos para la clonación se obtiene frecuentemente del PCR, pero también puede hacerse por medio de la digestión con enzimas de restricción y a veces fraccionando con electroforesis en gel.
¯ Ligación: Un procedimiento de ligación se emplea cuando el fragmento amplificado se inserta en un vector. Dicho vector (que generalmente es circular) se convierte en una secuencia lineal utilizando enzimas de restricción, y es incubado con el fragmento de interés bajo las condiciones apropiadas con una enzima llamada ADN ligasa.
¯ Transfección: Después de la ligación, el vector con el gen de interés se transfecta a una célula. Comúnmente se utiliza la electroporación, aunque existe un gran número de técnicas alternativas.
¯ Selección: Las células transfectadas se cultivan. Como este procedimiento actualmente se considera de baja eficiencia, se deben identificar las colonias de células que han sido exitosamente transfectadas con el vector que contiene el gen deseado.
2.Clonación celular
Clonar una célula significa derivar una población celular a partir de una sola célula. De acuerdo con esta técnica, una suspensión unicelular de células que han sido expuestas a un agente mutagénico o a una droga utilizada para propiciar la selección se pone en dilución alta para crear colonias aisladas; cada una proviniendo de una sola célula potencialmente clónicamente distinta. En un estado inicial de crecimiento de sólo unas cuantas células, aros estériles de poli estireno, los cuales han sido sumergidos en grasa, son puestos sobre una colonia individual y una pequeña cantidad de tripsina es agregada. Las células clonadas se recolectan de dentro del aro y son transferidas a un nuevo contenedor para mayor crecimiento. La mayoría de los individuos empiezan como cigotos y por esto resultan en expansión clónica in vitro. Otros aspectos de la clonación
3.Clonación de organismos
La clonación de un organismo es crear un nuevo organismo con la misma información genética que una célula de uno existente. Es un método de reproducción asexual, donde la fertilización no ocurre. En términos generales, sólo hay un padre involucrado. Esta forma de reproducción es muy común en organismos como las amebas y otros seres unicelulares, aunque la mayoría de las plantas también se reproducen asexualmente.
4.Clonación de organismos de manera artificial
Esta última suele ser un ovocito al que se le ha extraído sus cromosomas que se encuentran en el citoplasma (ya que aun está en meiosis II). Luego, mediante electrochoques se fusiona el ovocito con la célula que contiene el material genético del individuo que se quiere clonar, además estos mismos electrochoques son los que estimulan la célula formada para que se desarrolle, por lo que después se le injerta esta célula en el útero de una hembra para darle un ambiente adecuado para su desarrollo.

Reprodución asistida


Reproducción asistida o fecundación artificial es la técnica de tratamiento de la esterilidad o infertilidad que conlleva una manipulación de los gametos
Métodos
La reproducción asistida se realiza por dos medios:
1. Inseminación artificial
Introducción médica del semen o esperma en la vagina de la mujer con la finalidad de conseguir una gestación. Esta vía recibe el nombre de inseminación artificial. Normalmente, con esta técnica, de cada 100 ciclos de inseminación 13 resultan en gestación, y de cada 100 parejas que completan 4 ciclos, 60 consiguen gestación. De todos los embarazos conseguidos, un 15-20% son gemelares y otro 15% se malogran. Se distinguen dos situaciones según el origen del semen:
- Inseminación artificial homóloga o conyugal (IAH): el semen procede de la pareja. Se lleva a cabo la inseminación de manera artificial cuando hay alguna dificultad para que se deposite el esperma en la vagina de la mujer de manera natural (el coito), por ejemplo debido a problemas de eyaculación precoz, vaginismo, impotencia o eyaculación retrógrada. También puede recurrirse al IAH cuando la mujer presente malformaciones uterinas, un moco cervical demasiado espeso, disfunciones ovulatorias, etc... o simplemente cuando la causa de esterilidad en la pareja sea desconocida (15% de los casos).
- Inseminación artificial con donante (IAD): el semen proviene de un donante anónimo. Se recurre a un banco de semen cuando el integrante masculino de la pareja presenta azoospermia, una enfermedad genética hereditaria o una enfermedad de transmisión sexual, cuando la paciente es una mujer sin pareja, etc...
La inseminación artificial consta de tres fases:
· estimulación hormonal del ovario, para aumentar el número de ovocitos maduros.
· preparación del semen, seleccionando y concentrando los espermatozoides móviles.
· inseminación de la mujer, que se realiza en una consulta.
2. Fecundación in vitro (FIV)
Extracción del ovocito femenino para fecundarlo fuera del organismo de la mujer con espermatozoides obtenidos previamente del hombre. Tras la fecundación, el embrión es implantado en el cuerpo de la mujer. Esta vía recibe el nombre de fecundación in vitro (FIV, o IVF por sus siglas en inglés). La FIV consta de seis fases:
· estimulación del ovario con hormonas.
· extracción de ovocitos; en el caso de infertilidad femenina, se puede recurrir a la donación de ovocitos.
· inseminación de los mismos, que puede producirse:
· de forma clásica, poniendo juntos los ovocitos y los espermatozoides previamente seleccionados y tratados.
· mediante inyección intracitoplasmática de espermatozoides (ICSI) en el caso de que los gametos masculinos presenten problemas de movilidad.
· cultivo in vitro del embrión; durante el periodo de cultivo el embrión pasa por diferentes estados de desarrollo. Habitualmente los embriones permanecen en cultivo un total de tres días. En algunas ocasiones, es conveniente prolongar el cultivo de los embriones en el laboratorio hasta el estadio llamado de blastocisto (~6 días).
· transferencia embrionaria; se puede realizar bien en el útero o en las trompas y tiene lugar por vía transcervical, sin anestesia. Las tasas de embarazo con FIV e ICSI están alrededor del 50%, siendo superiores al 60% en el caso de donación de ovocitos.
· congelación y descongelación de embriones en su caso; una vez que se ha transferido el número de embriones adecuado para cada caso, los embriones viables sobrantes se someten a un proceso de congelación, lo que permite conservarlos durante un tiempo. De esta forma, estos embriones están disponibles en el momento en que sean requeridos por la pareja. Las tasas de éxito con transferencia de embriones congelados son similares al resto de los tratamientos, superando el 40%, sin aumento del riesgo de aborto o malformaciones.
En la actualidad la reproducción asistida (in útero o in vitro) es una práctica muy común, aunque dependiendo de los centros, los resultados pueden variar.




Problemas de la reproducción asistida
Los principales problemas asociados a la fecundación in vitro pueden estar derivados de la estimulación ovárica o del embarazo. También se presentan consideraciones bioéticas.
Riesgos derivados de la estimulación
Se da durante la fase lútea del ciclo menstrual y consiste en una respuesta anormalmente alta de los ovarios ante la estimulación hormonal, y que además es persistente en el tiempo. Se trata de una complicación derivada de los tratamientos hormonales de estimulación ovárica en reproducción asistida, principalmente relacionados con la administración de hCG. Los síntomas más destacados de este síndrome son la ascitis, el crecimiento ovárico y el dolor abdominal. La probabilidad de que ocurra una respuesta exagerada (hiperestimulación) con riesgo para una paciente es inferior al 1%, siendo la complicación más grave la torsión de ovarios, que puede desembocar en hemorragias internas.
· Embarazos múltiples: En ciclos donde se transfieren dos embriones la probabilidad de tener un embarazo gemelar es del 6%. En ciclos donde se transfieren tres embriones la probabilidad de tener un embarazo gemelar es del 12% y de tener un embarazo triple es del 3%. Es importante llevar a cabo controles ecográficos y medir los niveles de estradiol para cancelar el ciclo de reproducción asistida en el caso de que se detecten más de dos o tres folículos ovulatorios. Un embarazo múltiple tiene importantes riesgos de salud tanto para la madre como para los fetos, y normalmente desemboca en un parto prematuro.
Riesgos derivados del embarazo
· Aborto natural: se calcula que se produce entre el 20-22% de los casos. La mayoría de los abortos espontáneos ocurren en las primeras semanas de embarazo.
· Embarazo ectópico: entre 2 y 5 mujeres de cada 100 sometidas a fecundación in vitro pueden tener un embarazo ectópico, en los embarazos concebidos de forma natural la probabilidad es de 1%- 1,5%.


lunes, 31 de mayo de 2010

Procedimiento de Terapia Genética.



Aunque se han utilizado enfoques muy distintos, en la mayoría de los estudios de terapia génica, un copia del gen funcional se inserta en el genoma para compensar el defectivo. Si ésta copia simplemente se introduce en el huésped, se trata de terapia génica de adición. Si tratamos, por medio de la recombinación homóloga, de eliminar la copia defectiva y cambiarla por la funcional, se trata de terapia de sustitución.



Actualmente, el tipo más común de vectores utilizados son los virus, que pueden ser genéticamente alterados para dejar de ser patógenos y portar genes de otros organismos. No obstante, existen otros tipos de vectores de origen no vírico que también han sido utilizados para ello.



Las células diana del paciente se infectan con el vector (en el caso de que se trate de un virus) o se transforman con el ADN a introducir. Este ADN, una vez dentro de la célula huésped, se transcribe y traduce a una proteína funcional, que va a realizar su función, y, en teoría, a corregir el defecto que causaba la enfermedad.


Terapia Genética.

La terapia génica consiste en la inserción de copias funcionales de genes defectivos o ausentes en el genoma de un individuo. Se realiza en las células y tejidos con el objetivo de tratar una enfermedad.


La técnica todavía está en desarrollo, motivo por el cual su aplicación se lleva principalmente a cabo dentro de ensayos clínicos controlados, y para el tratamiento de enfermedades severas, bien de tipo hereditario o adquirido.


-Tipos de Terapia Genética.
Terapia génica somática: se realiza sobre las células somáticas de un individuo, por lo que las modificaciones que implique la terapia sólo tienen lugar en dicho paciente.


· Terapia in vivo: la transformación celular tiene lugar dentro del paciente al que le administramos la terapia.


· Terapia ex vivo: la transformación celular se lleva a cabo a partir de una biopsia del tejido del paciente y luego se le transplantan las células ya transformadas.




Terapia génica germinal: se realizaría sobre las células germinales del paciente, por lo que los cambios generados por los genes terapéuticos serían hereditarios. No obstante, por cuestiones éticas y jurídicas, ésta clase de terapia génica no se lleva a cabo hoy en día.

Ventajas y Desventajas del Genoma Humano.

EL PROYECTO GENOMA HUMANO tuvo sus comienzos en el año 1990 y se basa principalmente en la elaboración de un mapa genético de la especie humana; esto significa el conocimiento de los genes determinando la función y ubicación de cada uno de ellos.


El principal objetivo científico del Proyecto del Genoma Humano sería según sus defensores:
a) profundizar en el conocimiento de la historia e identidad del ser humano,
b) adquirir conocimientos sobre los factores medioambientales y genéticos que condicionan la predisposición y la resistencia a las enfermedades, la denominada Epidemiología Genética
c) alentar la creación de laboratorios locales en donde se recojan y analicen muestras genéticas.


Se descubrieron las combinaciones del ADN, es decir del alfabeto genético que lo conforman: la adenina, timina, citocina y guanina (ATCG), que al combinarse en grupos de tres, forman los aminoácidos que contienen la carga informativa del ADN. El ordenamiento de esta información implica descifrar dicho alfabeto, además de determinar que es importante y que no lo es; es decir, a lo que los científicos llaman genoma basura que no es más que el genoma que no tiene información y que solo sirve de soporte para el que si posee dicha información. Esto significa organizar las secuencias que se han tomado desordenadamente y tratar entender cómo y para qué sirven.


Nuestro genoma se puede secuenciar de dos formas, la primera consiste en fragmentar el ADN en dos fases: en la primera se obtienen pedazos relativamente largos, de unas de 150 mil letras de longitud. Los fragmentos más pequeños, producto de una segunda partición, son colocados juntos , de tal manera que las piezas grandes encajen unas con otras en una verdadera labor de engranaje. La segunda forma de secuenciar el ADN es más radical e imprecisa y se conoce con el nombre de escopeta de genoma total; esta forma consiste en separar de un solo golpe el genoma, en 70 millones de fragmentos de forma aleatoria y secuenciar a cada uno de ellos. La dificultad de este método está determinada por el proceso de ordenación, trabajo que se ve facilitado por las supercomputadores que darán a conocer los resultados en un breve plazo de tiempo.


Este proyecto trae consigo la creación de aparatos y de laboratorios capaces de descifrar el mapa genético y el código en el que está escrito del Acido Desoxirribonucleico (ADN) que contiene el material genético de las células. Se ha observado que cada año los instrumentos utilizados son más potentes y manejables a pesar de la dificultad de encontrar un sistema de representación digital que resulte completamente aplicable a los genes humanos.


Derivado del proyecto Genoma se ha suscitado un debate en la comunidad científica que ha revisado las implicaciones que trae aparejadas el desarrollo del Proyecto Genoma Humano; se puede decir, que se estudian sus ventajas y desventajas.


Se cree que la ciencia contemporánea todavía lleva consigo vestigios filosóficos de los siglos pasados, y que lejos de ser neutral , desde un punto de vista filosófico, está cargada de valores éticos, es decir, morales. Las actitudes filosóficas de muchos científicos establecen una considerable polémica sobre las consecuencias éticas, producidas por el desarrollo del proyecto y la acumulación de información genética resultante. El conocimiento científico y las condiciones que la investigación genética pudieran imponer a la sociedad, podrían ser incontrolables y es posible que la lucha por alcanzar el máximo desarrollo en este tipo de ciencia ponga en peligro los derechos fundamentales de las personas y de las comunidades que participan en el Proyecto del Genoma Humano . En estos momentos es imposible indicar cuáles serán las consecuencias de dicho proyecto y cómo afectará el derecho a la intimidad de las personas y de las sociedades que deseen proteger el conocimiento de su pasado, presente y futuro, especialmente cuando dicho conocimiento pueda constituir una amenaza para el orden social, religioso y cultural de las mismas. Una de las principales disyuntivas éticas recae sobre los posibles transplantes de órganos(quien da el tejido, se lo quitamos a quién), y si podemos o no manipular genéticamente al ser humano.


Por otra parte, así como se ve afectado el interés de las naciones, los viejos prejuicios contra las personas enfermas o discapacitadas, junto con el deseo de liberarse de la carga económica y social que supone cuidar a dichas personas, pueden servir muy bien para eliminar a personas con discapacidades heredadas (aborto e infanticidio) y anular las disposiciones legales concebidas para proteger los derechos a la confidencialidad, la intimidad y el igual acceso a niveles razonables de atención sanitaria. Es posible que la información sobre poblaciones y grupos concretos resulte tentadora para ser utilizada en pro de la eficiencia social. Disponer de más información simplemente puede ofrecer más posibilidades de que se cometan violaciones de derechos humanos en todo el mundo, junto con un deseo de tener una población libre de personas con graves minusvalías heredadas. Un ejemplo cotidiano: discriminar a quien dar un empleo o a quien no; en síntesis, se podría usar la información genética con fines de lucro, fines inmorales o inescrupulosos.


Uno de los beneficios que trae el manejo de estos datos genéticos en la Ingeniería Genética, es la posibilidad de “modificar” los genes que provocan las enfermedades, conociendo su función y así evitar algunas de las tres mil enfermedades genéticas catalogadas hasta la fecha. El doctor Juan Marques director medico de Aventis, señala recientemente: “Buscamos las características individuales que aumentan la eficiencia de determinadas medicinas, optimizar su uso y crear nuevos productos a partir del conocimiento genético”. Por tal razón donde habrá un impacto a corto plazo e interesante para el público es en la Farmacogenética, que intenta aplicar los conocimientos de genética para evaluar la sensibilidad individual a un determinado tratamiento. Otro aporte es la factibilidad de conocer el perfil biográfico de una persona a través del análisis de sus genotipos.


Un beneficio del análisis del genoma humano lo representa la posibilidad de recuperar, guardar y reproducir genotipos de especies extintas o que están por extinguirse. Luigi Cavalli-Sforza, genetista de la Universidad de Standford, se dio cuenta que muchas poblaciones aborígenes desaparecerán en poco tiempo y con ellas se perderán sus genes. Por esta razón, este genetista encabeza un movimiento científico internacional para rescatar ese patrimonio genético que desaparece día a día.


Dada la importancia que tiene este proyecto, en Venezuela, en el Instituto Nacional de Higiene se constituyó el Grupo Genoma, cuyo objetivo es analizar el impacto en el país desde el punto de vista de las regulaciones o leyes referentes a investigaciones genéticas.

Genoma Humano

El genoma humano es el genoma del Homo sapiens, es decir, la secuencia de ADN contenida en 23 pares de cromosomas en el núcleo de cada célula humana diploide.


De los 23 pares, 22 son cromosomas autosómicos y un par es determinante del sexo (dos cromosomas X en mujeres y uno X y uno Y en hombres). El genoma haploide una longitud total aproximada de 3200 millones de pares de bases de ADN (3200 Mb) que contienen unos 20.000-25.000. El Proyecto Genoma Humano produjo una secuencia de referencia del genoma humano eucromático, usado en todo el mundo en las ciencias biomédicas.


La secuencia de ADN que conforma el genoma humano contiene codificada la información necesaria para la expresión, altamente coordinada y adaptable al ambiente, del proteoma humano, es decir, del conjunto de las proteínas del ser humano. Las proteínas, y no el ADN, son las principales biomoléculas efectoras; poseen funciones estructurales, enzimáticas, metabólicas, reguladoras, señalizadoras..., organizándose en enormes redes funcionales de interacciones. En definitiva, el proteoma fundamenta la particular morfología y funcionalidad de cada célula. Asimismo, la organización estructural y funcional de las distintas células conforma cada tejido y cada órgano, y, finalmente, el organismo vivo en su conjunto. Así, el genoma humano contiene la información básica necesaria para el desarrollo físico de un ser humano completo.

Mutaciones Cromosómicas y Cáncer

La mayoría de los tumores contienen varios tipos de mutaciones cromosómicas. Algunos tumores se asocian con deleciones, inversiones o translocaciones específicos.
1. Las deleciones pueden eliminar o inactivar los genes que controlan el ciclo celular.
2. Las inversiones y las translocaciones pueden causar rupturas en los genes supresores de tumores, fusionar genes que producen proteínas cancerígenas o mover genes a nuevas ubicaciones, donde quedan bajo la influencia de diferentes secuencias reguladoras.


-El papel de las mutaciones en el cáncer.
Las mutaciones en los genes regulatorios claves alteran el estado de las células y pueden causar el crecimiento irregular visto en el cáncer. Para casi todos los tipos de cáncer que se han estudiado hasta la fecha, parece que la transición de una célula sana y normal a una célula cancerosa es una progresión por pasos que requiere cambios genéticos en varios oncogenes y supresores de tumor diferentes. Esta es la razón por la cual el cáncer es mucho más prevalente en individuos de edades mayores. Para generar una célula cancerosa, una series de mutaciones deben ocurrir en la misma célula. Ya que la probabilidad de que cualquier gen sea mutado es muy baja, es razonable decir que la probabilidad de varias mutaciones en la misma célula es aún más improbable.