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Con más y más frecuencia, los titulares de los periódicos hacen alarde de que se han encontrado nuevos genes del cáncer.
No es de extrañar que las personas se quedan con muchas preguntas sin contestar. ¿Cuál es la relación entre dichos descubrimientos de genes y el cáncer? ¿Hay alguna conexión entre los genes y el diagnóstico o tratamiento del cáncer?
Las respuestas a estas y otras preguntas acerca de los genes se encuentran en el entendimiento del descubrimiento de genes, la ciencia detrás de las pruebas genéticas--la habilidad de los investigadores para identificar cambios dentro de los genes que puedan pronosticar el futuro desarrollo de enfermedades específicas, ayudar a diagnosticar enfermedades existentes, o, algún día, hacer posible el tratar la enfermedad o aún hasta prevenirla.
La historia de las pruebas genéticas empieza con el ADN.
El ADN es una base de datos de información química extensa. Reside en el centro, o núcleo, de cada una de los trillones de células del cuerpo y lleva el juego completo de instrucciones para elaborar todas las proteínas que una célula podría necesitar.
El ADN existe como dos cadenas largas apareadas en forma de espiral en la famosa doble hélice.
Cada cadena está constituida de millones de bloques químicos de construcción conocidos como bases. Hay sólo cuatro bases químicas diferentes en el ADN (adenina, timina, citosina y guanina), pero ellas se pueden arreglar y rearreglar de maneras innumerables. El orden en el cual las bases se colocan determina el mensaje que se va a transmitir, de manera similar en que letras específicas del alfabeto se combinan para formar palabras y oraciones.
Cada célula humana (con excepción de los glóbulos rojos maduros, los cuales no tienen núcleo) contiene el mismo ADN.
Cada célula tiene 46 moléculas de ADN de cadena doble. Cada molécula de ADN está compuesta de 50 a 250 millones de bases alojadas en un cromosoma.
Un gen es una subunidad funcionante de una molécula de ADN.
Un gen es cualquier segmento en particular a lo largo del ADN que lleva un conjunto determinado de instrucciones que le permite a una célula producir un producto específico--típicamente, una proteína, como por ejemplo, una enzima. Hay alrededor de 25,000 genes y cada gen está compuesto de miles y hasta cientos de miles de bases químicas.
El elaborar proteínas constituye lo esencial de la función celular.
Para que una célula elabore una proteína, la información de un gen se copia, base por base, desde una cadena de ADN a una cadena de ARN mensajero. El ARN mensajero viaja hacia afuera del núcleo y dentro del citoplasma, a organelos celulares conocidos como ribosomas. Ahí, el ARN mensajero dirige el ensamblaje de aminoácidos que se pliegan en una molécula de proteína completa.
Aunque cada célula contiene el potencial genético para elaborar todas las proteínas humanas posibles, las células usan a los genes selectivamente.
Algunos genes "básicos administradores" (housekeeping genes) codifican las proteínas necesarias para las funciones celulares básicas y permanecen activos todo el tiempo en muchos tipos de células. Aunque más típicamente, una célula activa solamente los genes que necesita en el momento y activamente suprime al resto. La selección única en su género de genes utilizados por una célula le proporciona a esa célula su carácter--haciendo que una célula cerebral, por decir algo, sea diferente de una célula ósea.
Un cuerpo sano depende de la interacción continua de miles de proteínas, actuando juntas en las cantidades precisas y en los lugares apropiados exactos--y cada proteína funcionando correctamente es el producto de un gen intacto.
Muchas de las enfermedades, si no la mayoría, tienen sus orígenes en nuestros genes. Más de 4,000 enfermedades provienen de genes alterados heredados de la madre y/o el padre de uno. Las enfermedades comunes, como por ejemplo, la enfermedad del corazón y la mayoría de los cánceres se originan de una interacción compleja entre múltiples genes y entre los genes y factores del medio ambiente.
Los genes pueden ser alterados o mutados de muchas maneras.
El cambio genético más común involucra un mal apareamiento de base individual--un mal deletreo--colocando a la base equivocada en el ADN. En otras ocasiones, una base individual se puede eliminar o añadir. Y algunas veces secciones grandes de ADN se repiten o suprimen por error.
Cuando un gen contiene una mutación, la proteína codificada por ese gen es muy probable que sea anormal.
Algunas veces la proteína podrá funcionar, pero imperfectamente. En otros casos, estará totalmente incapacitada. El resultado depende no solamente de cómo altera la función de una proteína sino también qué tan vital es esa proteína en particular para la supervivencia.
Las mutaciones genéticas pueden ser ya sea heredadas de uno de los padres o adquiridas.
Las mutaciones hereditarias se portan en el ADN de las células reproductoras. Cuando las células reproductoras que contienen mutaciones se combinan para producir descendencia, la mutación se encontrará en todas las células del cuerpo de la progenie. El hecho de que cada célula contiene el cambio genético hace posible utilizar a las células del interior de la mejilla o una muestra de sangre para las pruebas genéticas.
Las mutaciones adquiridas son cambios en el ADN que se desarrollan durante toda la vida de una persona.
Aunque errores ocurren en el ADN todo el tiempo, especialmente durante la división celular, una célula tiene la notable habilidad de corregirlos. Pero si los mecanismos de reparación del ADN fallan, las mutaciones se pueden transmitir a las copias futuras de la célula alterada.
Las células humanas contienen dos juegos de cromosomas, uno heredado de la madre y el otro del padre.
Cada juego tiene 23 cromosomas individuales--22 autosomas y un cromosoma determinante del sexo, ya sea X o Y. El juego que se muestra aquí es de un hombre, ya que contiene un cromosoma X y un cromosoma Y; si el juego de cromosomas fuera el de una mujer, contendría uno X y otro X.
Los genes vienen en pares, con una copia heredada de cada uno de los padres.
Muchos genes vienen en un número de formas variantes, conocidas como alelos. Un alelo dominante predomina sobre un alelo normal. Un alelo recesivo predomina si su alelo homólogo en el otro cromosoma es inactivado o se pierde.
En las enfermedades genéticas dominantes, uno de los padres afectados tiene un alelo causante de enfermedad que domina a su homólogo normal.
Cada hijo o hija en la familia tiene un 50 por ciento de probabilidad de heredar el alelo de la enfermedad y la enfermedad.
En las enfermedades asociadas con genes recesivos alterados, ambos padres--aunque libres de enfermedad ellos mismos--portan un alelo normal y un alelo alterado.
Cada hijo o hija tiene una probabilidad en cuatro de heredar dos alelos alterados y de desarrollar la enfermedad; una probabilidad en cuatro de heredar dos alelos normales; y dos probabilidades en cuatro de heredar un alelo normal y uno alterado y ser un(a) portador(a) como ambos padres.
La mayoría de las enfermedades no siguen patrones simples de herencia.
Muchos factores influyen sobre la habilidad de un gen de elaborar proteínas. Para empezar, diferentes mutaciones en el mismo gen pueden producir una amplia variedad de efectos. En la fibrosis quística, por ejemplo, el gen que controla la producción de moco puede tener más de 300 mutaciones diferentes; algunas causan síntomas severos; algunas síntomas leves; y algunas ningún síntoma en absoluto.
Las pruebas genéticas involucran el examinar el ADN de una persona--típicamente obtenido de células de una muestra de sangre--en búsqueda de mutaciones ligadas a una enfermedad o trastorno.
Algunas pruebas genéticas pueden identificar cambios en cromosomas completos. Otras pruebas examinan tramos cortos del ADN contenidos en los genes. Y aún más, otras buscan los productos de las proteínas de los genes.
Las pruebas genéticas sirven para muchos propósitos. Se utilizan ampliamente para realizar exámenes de detección a los recién nacidos en búsqueda de una variedad de trastornos. Frecuentemente esta información le permite a los médicos minimizar el daño causado por la mutación.
En oncología, los médicos utilizan pruebas genéticas para diagnosticar el cáncer, para clasificar el cáncer en subtipos o para predecir la sensibilidad del paciente a nuevos tratamientos.
Mucho del entusiasmo hoy en día se centra en el perfil de expresión de genes que utiliza una tecnología conocida como microarreglos (microarrays). Un microarreglo de ADN es un chip de tamaño muy delgado que ha sido detectado en localizaciones fijas con miles de fragmentos de ADN de cadena individual que corresponden a diversos genes de interés. Un microarreglo individual puede contener 10,000 ó más sitios, cada uno de ellos conteniendo segmentos de ADN de un gen diferente. Se añaden fragmentos de ADN de investigación etiquetados con fluorescencia para determinar si hay algún sitio en el microarreglo en donde las cadenas de investigación pueden aparearse y ligarse. Los patrones completos de la actividad del gen se pueden capturar con esta tecnología.
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El identificar a los genes asociados con las enfermedades--efectivamente, el encontrar cada base química en cada uno de los 25,000 genes estimados así como también los espacios entre ellos, un proceso conocido como mapeado del genoma humano--ha sido logrado con éxito por una colaboración internacional conocida como el Proyecto del Genoma Humano.
Los científicos han desarrollado una secuencia de consenso, que muestra el orden en el cual todos los genes humanos se localizan a lo largo de los cromosomas. Esta información se puede utilizar para determinar en donde ocurren las mutaciones genéticas en enfermedades específicas. Por ejemplo, aquí se presenta una tabla de los genes ligados a las enfermedades localizados a lo largo del cromosoma X.
Para estudiar a genes específicos, los científicos pueden ahora utilizar información del Proyecto del Genoma Humano para localizar la posición de un gen a lo largo de un cromosoma.
Los científicos clonan o copian sitios específicos para obtener millones de copias idénticas, las cuales son entonces almacenadas. Los científicos entonces recuperan la clona apropiada y la utilizan para experimentos adicionales.
Los científicos que están buscando genes ligados a enfermedades frecuentemente empiezan estudiando las muestras de ADN de "familias con enfermedades" en las cuales numerosos miembros de la familia, a través de varias generaciones, han desarrollado la enfermedad.
Los científicos buscan regiones alteradas del genoma humano--segmentos conocidos de ADN conteniendo mutaciones ligadas a la enfermedad--que son heredadas consistentemente por personas con la enfermedad y no se encuentran en miembros de la familia que están libres de ella. Los investigadores utilizan esta información y herramientas del Proyecto del Genoma Humano para dirigirse a la ubicación exacta del gen o genes alterados y caracterizar los cambios específicos de las bases.
Las pruebas genéticas ya están disponibles para aproximadamente dos docenas de enfermedades, incluyendo enfermedades que ponen en peligro la vida, como por ejemplo, la fibrosis quística y la enfermedad de Tay Sachs.
También están disponibles pruebas genéticas para algunos tipos de cáncer. Las mutaciones genéticas específicas se han identificado como ligadas a varios tipos de cáncer y, para algunos tipos de cáncer, esta información ha sido convertida en pruebas clínicas. Por ejemplo, los científicos identificaron mutaciones genéticas que están ligadas a una tendencia heredada de desarrollar cáncer del colon o del seno y hay pruebas disponibles comercialmente para detectar una susceptibilidad heredada para estos cánceres.
Todo cáncer es genético, en el sentido de que es activado por genes alterados. Los genes que controlan la replicación ordenada de células se dañan, permitiendo que las células se reproduzcan sin restricción.
El cáncer por lo general se origina en una célula individual. El progreso de la célula de normal a maligna y a metastásica parece involucrar una serie de cambios distintivos en el tumor y su ambiente inmediato y cada uno de ellos es influenciado por diferentes juegos de genes.
Aún y cuando todo cáncer es genético, sólo una pequeña proporción--tal vez un 5 ó 10 por ciento--es heredado.
La mayoría de los cánceres provienen de mutaciones al azar que se desarrollan en las células del cuerpo durante la vida de una persona--ya sea como un error cuando las células están pasando a través de una división celular o en respuesta a lesiones por agentes del medio ambiente tales como la radiación o substancias químicas.
Una prueba genética precisa puede decir si está presente una mutación, pero ese descubrimiento no garantiza que se desarrollará la enfermedad.
Por ejemplo, las mujeres con gen de susceptibilidad al cáncer del seno BRCA1 tienen una probabilidad de un 80 por ciento de desarrollar cáncer del seno para la edad de 65 años. El riesgo es alto pero no absoluto. Y los miembros de la familia cuyos resultados de la prueba son negativos para la mutación BRCA1 no están exentos del riesgo de desarrollar cáncer del seno; y a largo plazo, ellas pueden adquirir cambios genéticos asociados con el cáncer del seno en la misma tasa que la población general.
Las pruebas genéticas ofrecen varios beneficios.
Un resultado negativo puede crear un sentimiento tremendo de alivio y puede eliminar la necesidad de exámenes de detección y pruebas frecuentes que son de rutina en familias con un alto riesgo de desarrollar cáncer. Aún un resultado positivo puede aliviar la incertidumbre y permitirle a una persona tomar decisiones informadas acerca del futuro. Un resultado positivo también puede permitirle a una persona tomar los pasos necesarios para reducir el riesgo antes de que la enfermedad tenga oportunidad de desarrollarse.
Las pruebas genéticas tienen varias limitaciones.
Por ejemplo, en algunas enfermedades que "corren en familias" su origen puede ser encontrado en tener parte en exposiciones al medio ambiente compartidas, en lugar de alguna susceptibilidad heredada. Además, algunas mutaciones detectadas por una prueba positiva puede ser que nunca conduzcan a la enfermedad. Asimismo, debido a que las pruebas actuales sólo buscan las mutaciones más comunes en un gen, algunas mutaciones causantes de enfermedades pueden escapar a la detección.
Tal vez la limitación más seria de las pruebas genéticas es que la información de la prueba no está armonizada con los diagnósticos y terapias que utilizan los últimos adelantos.
El recibir resultados de prueba positivos cuando no hay tratamiento adecuado puede ser trágico.
Aunque las pruebas genéticas representan poco riesgo físico--por lo general consisten simplemente en proporcionar una muestra de sangre--pueden afectar seriamente la vida de una persona.
Una prueba que confirma el riesgo de una enfermedad grave puede activar consecuencias psicológicas profundas.
Debido a que las pruebas genéticas revelan información no sólo acerca del individuo, sino también acerca de sus familiares y futura descendencia, los resultados pueden representar un reto para la familia y para otras relaciones personales.
¿Con quién debe una persona compartir los resultados de la prueba? ¿Desean saber otros miembros de la familia?
Debido a que los resultados de las pruebas genéticas contienen una gran cantidad de información, la confidencialidad es una inquietud mayor.
En 2005, el Gobierno Federal aprobó una ley para proteger la confidencialidad de un individuo con respecto a los resultados de pruebas génicas. La ley prohíbe a las compañías de seguros y a las empresas que discriminen a quien sea basándose en el conocimiento de información genética confidencial que se tenga acerca de dicho individuo.
El decidir realizarse una prueba genética es difícil.
En 1994, en una encuesta se le preguntó a algunas personas si ellas se realizarían una prueba para pronosticar enfermedades que podrían ocurrir más tarde en sus vidas; no se les dijo si estarían disponibles o no tratamientos o medidas preventivas. Casi el mismo número de personas dijeron que "no" que las que dijeron que "sí".
La decisión de someterse a las pruebas genéticas es muy personal y los expertos enfatizan que debe ser totalmente voluntaria.
Después de recibir consejería genética, una persona debe estar de acuerdo con la prueba solamente si ella o él desea la información, no para complacer a familiares, proveedores de atención médica o alguna otra persona. Una consideración importante que se debe sopesar es esta: Si los resultados son positivos, ¿hay métodos disponibles para la detección temprana con los últimos adelantos? ¿para la prevención? ¿para el tratamiento?
Los consejeros genéticos desempeñan un papel vital.
Estos profesionales médicos especialmente entrenados tienen técnicas y habilidades para apoyar a los individuos cuando se están considerando las pruebas genéticas, cuando se reciben los resultados de la prueba y durante las semanas y meses posteriores.
Debido a que las pruebas genéticas se diseñan para identificar a las personas que han heredado una mutación de gen, los primeros candidatos para estudiarse serán los miembros de las familias de alto riesgo.
Posteriormente, las pruebas se pueden ofrecer a personas cuya historia familiar es menos reveladora. Algún día podrá ser posible evaluar una muestra de sangre individual para un rango completo de mutaciones genéticas.
Antes de que las pruebas genéticas estén disponibles generalmente, los especialistas y la sociedad en general deben percatarse de y comprender las mayores inquietudes técnicas, éticas, y económicas.
Si la generalización de las pruebas genéticas se convierte en realidad, será necesario desarrollar pruebas que sean simples, efectivas con respecto al costo y precisas. El realizarle la prueba a miles o millones de personas requerirá muchos nuevos laboratorios y personal así como también más consejeros genéticos. Y las pruebas genéticas generalizadas requerirán que muchos proveedores de atención médica tengan un entendimiento básico de los principios genéticos para poder interpretar las pruebas.
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