Boletín Médico
Patología y Biología Molecular
De la Patología Celular a la Molecular 1
Dr. Javier Arias Stella 2
Director del Instituto de patología y Biología Molecular Arias Stella
Introducción:
Termina el milenio y con él la centuria de los cambios y realizaciones asombrosas.
Ingresamos al nuevo y se anuncian, con términos de incierta definición, noveles formas de organización que afectarán a la comunidad toda. Se habla de Globalización, que intentamos entender como la influencia que la aceleración de los cambios impone, con automatismo e interdependencia, en el futuro orden social. Se habla de Modernidad y nuestro esfuerzo esclarecedor se esfumina, el vocablo, sin duda, es impreciso. Cada cuál lo entiende como quiere, como se le antoja o le conviene.
La medicina no es excepción y al concluir esta centuria de logros sorprendentes se han puesto en boga, ideas y conceptos, que repetimos -a veces con tono de solemnidad- no menos ambiguos y equívocos: "era de la biología molecular", "medicina molecular", "bioingeniería molecular", "patología molecular".
¿Es qué, en verdad, hemos llegado a comprender los fenómenos de la vida, y de la vida en condiciones anormales -que es la enfermedad- al nivel de organización de las moléculas?
La biología es para el hombre la más significativa de todas las ciencias, desde que es "la que intenta ir más directamente al centro de los problemas que se deben haber resuelto antes de poder proponer el de la "naturaleza humana" en términos que no sean metafísicos".1
Si bien la teoría de la Evolución, desde fines del siglo XIX, asentó su importancia y dominó la biología entera, permanecía como suspendida mientras no se elaborara una teoría física de la herencia.
Definimos y comprobamos experimentalmente la validez de las leyes de Mendel, pero no explicábamos la fenomenología de estas leyes biológicas, sobre la base de la física y química, es decir: las ciencias puras.
Esta falta de integración de la biología con las ciencias exactas ha sido, en gran parte superada, con el desvelamiento del código genético, que se ha convertido, así, en la nueva base fundamental de la biología.
Interpretada en su sentido más amplio incluye no solo las nociones relativas a la estructura química del material hereditario y de la información de la que es portador, sino también los mecanismos moleculares de expresión morfogenética y fisiológica de esta información.
¿Cómo es qué las vertientes de la Biología y de las Ciencias Exactas, hasta hace poco, paralelas, convergen en el presente?
A continuación jalonaremos las etapas que han marcado la interpretación de la Patología hasta el presente, en un intento de reconocer el nivel de organización física al que ha llegado nuestro conocimiento.
Los Albores:
La interpretación de lo que es la Enfermedad ha variado, a través de las centurias, en función del conocimiento que el hombre tenía de su mundo físico y de su propia naturaleza.
Cuando el hombre era nómade o vivía en las cavernas, cuando no existía organización social, mas allá de la derivada de la competencia por la sobrevivencia, cuando el hombre no percibía relación causal entre un objeto en movimiento y su sombra, un sonido y su eco, y, el viento, las nubes, los terremotos, la tormenta, el trueno y los relámpagos, eran efectos producidos por los dioses y espíritus naturales, la enfermedad era producto de demonios o manifestación de espíritus malignos. La terapéutica no podría ser otra que la de aplacar la ira de los dioses o demonios, o extraer o ahuyentar a los mismos. Conjuras y exorcismos son elementos comunes de los actos médicos en todas las civilizaciones antiguas.
En este hombre primitivo la acumulación de experiencias de actos fallidos y felices, fue dejando un sedimento de prácticas y procedimientos que por el colectivo reconocimiento pudo, en algunos casos, mantenerse en el tiempo.
Clements 3 ha clasificado, con acierto, las teorías primitivas de la enfermedad, y una revisión somera de hábitos y costumbres en pueblos contemporáneos nos demuestra cuan largo es todavía el efecto de la llamada etapa mágico religioso de la medicina.
El gran cambio:
Estoy con los que creen que al margen de la grandiosidad de la ciencia y técnica contemporánea el descubrimiento más trascendente en la historia de la medicina ha sido reconocer que la enfermedad era un fenómeno natural.
El primer atisbo ocurrió en Egipto hace cuatro mil años con la concepción del UCHEDÚ, doctrina que postulaba que éste era un factor etiológico básico adherido a las materias fecales. Cuando se absorbe y pasa a la sangre la coagula y destruye produciendo abscesos y otras supuraciones, y en el cadáver causa la putrefacción que comienza en los intestinos.
El UCHEDÚ esta detrás y explica las practicas de Embalsamar, Enemas y Sangrías que caracterizaron al mundo egipcio.
Esta idea se ha reivindicado en sus esencias, desde el Corpus Hipocratum y Galeno, de centuria en centuria, hasta nuestros días, en que transformada en la concepción de Burkit, sobre la importancia de la celulosa en la dieta, nos explica, a satisfacción, buena parte de la patología digestiva.4
Después de este atisbo egipcio, fueron los griegos los primeros en intentar desterrar a los espíritus y diablos en la génesis de las enfermedades.
Cuándo Tales de Mileto (585 a. C.), a la pregunta, ¿cuál es la naturaleza del Universo? respondió: "Todas las cosas están hechas de agua", se pretendió explicar la naturaleza por la razón, sin recurrir a poderes sobrenaturales.
De aquí a las cuatro raíces de Empedocles (495-435 a. C.): fuego, aire, tierra, agua, cuyas combinaciones explican la existencia de las cosas, y que -cuando se mezclan se produce la vida- y -cuando se separan ocurre la muerte- hubo un paso.
Polibio, yerno de Hipócrates (460-370 a. C.), desarrolló el concepto de los cuatro humores: "sangre", "flema", "bilis amarilla" y "bilis negra". La salud es el equilibrio de los cuatro y la enfermedad resulta de la pérdida de ese equilibrio.
Los cuatro humores no eran creaciones teóricas sino realidades organolépticamente comprobables: Sangre (en las heridas), Flema (en los catarros), Bilis negra (en las melenas), Bilis amarilla (en los vómitos).
Cuando Aristóteles (388-322 a. C.) y Platón (430-347 a. C.) adoptaron y sancionaron la doctrina de los cuatro elementos, la idea se transformó en dogma: la concepción humoral de la enfermedad.
Ya no eran demonios o espíritus malignos, los causantes de las enfermedades sino factores ligados a la naturaleza, he allí la gran revolución.
El inmovilismo conceptual:
Con pequeñas variaciones, la teoría humoral de la enfermedad enunciada en la Edad de Oro de Grecia, sobrevivió el ocaso helénico (I a. C.), el Imperio romano (I-III d. C.), el Imperio Bizantino (III-IV d. C.), la Edad Media (VI-XIII d. C.) y los albores del Renacimiento (XIII-XVI d. C.).
Aunque no faltaron detractores y quienes cuestionaron aspectos de la doctrina, tanto el Cuerpo Hipocrático como Galeno (130-200 d. C.) sostuvieron, en esencia, la tesis humoral. Galeno añade sus ideas de "pneuma", "diátesis (tendencia)", pathos "(dolencia pasajera)", nosos "(dolencia persistente)".
Los escritos de Galeno ocupan 22 volúmenes, con 2.5 millones de palabras y, sin duda, representan una síntesis del conocimiento antiguo y algo más.
Avicena y Rhazes recogieron y aderezaron el galenismo, y con el mundo árabe lo introdujeron a Europa a través de España.
Cuando se fundan las primeras Universidades en el siglo XIV no habían libros impresos. Los escritos de autores se leían en voz alta en las aulas y se discutían. Los alumnos escuchaban, copiaban y memorizaban. Las enseñanzas de Hipócrates, Galeno y Avicena eran dogmas médicos.
El objetivo de la enseñanza era conocer el contenido de sus escritos de la manera más completa posible, y defenderlos como infalibles ante las objeciones, y para esto se enseñaba el arte de la dialéctica.
Se produce así, algo hoy increíble, catorce siglos de inmovilismo en la concepción de la Enfermedad.
El primer intento de arremetida contra esta situación le correspondió a Paracelso (1493-1541).
Doctor en Medicina, Teólogo, adepto a la sagrada cábala, y experto en el arte alquímico, hombre discutido por sus hábitos y compañías, Paracelso combatió las ideas de Hipócrates y Galeno, sentenciando: "Tu libro de texto son los enfermos", "Tu cuarto de trabajo es el cuarto del enfermo".
Su concepción del "tártarus" o residuo derivado de las sales que se acumulan produciendo dolencia local, dio sustrato químico a la naturaleza de la enfermedad y explicó algunos procesos como originados por la obstrucción de canales y no por el desequilibrio de humores. Sin embargo, a pesar de sus esfuerzos, la teoría humoral continuaría prevaleciendo en el mundo europeo por otro siglo.
Digamos, de paso, que el humoralismo hipocrático y galénico llegó a América con la Conquista, sentando bases que aún hoy vemos reflejadas en la medicina folklórica. Claro está que se fusionó con la medicina mágico religiosa autóctona.
Cuando nuestros actuales "chamanes" recetan "baños" o "tomas" pueden estar repitiendo prácticas nativas ancestrales, pero cuando a la par recomiendan la "chirimoya" porque es caliente y suprimen la "manteca de cerdo" porque es fría, están reflejando la influencia galénica europea.
Enfermedad y Ciencia:
¿Pero, cuándo, entonces, se perfila el concepto de enfermedad en la forma de la ciencia como hoy la conocemos?.
El paso del Medioevo al Renacimiento fue un proceso subrayado por hechos relevantes como la aparición de la publicación de Nicolás Copérnico: "De las revoluciones de las esferas del Universo", que cambió las concepciones astronómicas y el descubrimiento del Nuevo Mundo que significó una nueva etapa en la evolución de la humanidad. El mundo occidental se sacude del oscurantismo en el que por cerca de mil años lo había mantenido la jerarquía eclesiástica y se encontró casi de súbito con la capacidad de expresar ideas e inquietudes sin el temor de sentir los agoreros pasos de la Santa Inquisición.
Si bien, el genial Leonardo da Vinci (1452-1519) disecó y dibujó con precisión y belleza la anatomía de superficie del cuerpo humano, correspondió a Andrés Vesalio (1515-1564), con la publicación de "La Fábrica del Cuerpo Humano", considerado uno de los libros más famosos de toda la historia, el marcar, desde el horizonte médico, el cambio a una nueva etapa.
Comprende descripciones detalladas e ilustraciones (realizadas por un discípulo de Tiziano) del esqueleto, músculos, sistema venoso, arterial y nervioso, los órganos abdominales y torácicos y el cerebro. Contiene 200 correcciones a la anatomía galénica. Critica sus dogmas, en especial la práctica de hacer cátedra leyendo desde el altar los textos medioevales, mientras que el prosector ignorante buscaba lo recitado en el cadáver. Esta nueva visión del cuerpo humano permitió que William Harvey (1578-1657) descubriera el fenómeno fisiológico de la circulación sanguínea, culminando la publicación "De Muto Cordis", que puso punto final a las inexactitudes de la concepción galénica.
Se sientan así las bases que hacen posible la introducción del método científico, para concebir la enfermedad.
De lo dicho hasta ahora fluye una primera conclusión: Son menos de cuatrocientos años que aplicamos lo que se denomina el razonamiento científico para entender la enfermedad. Un plazo sumamente corto medido en la escala de la evolución de la Humanidad.
Transición y especulación:
La liberación del pensamiento originó una profusión de nuevos conceptos y teorías que inundaron el mundo renacentista y que estuvieron en palestra hasta los siglos XVII y XVIII: la iatroquímica que pretendía explicar los fenómenos de la vida como los ocurridos en un tubo de ensayo; la iatromecánica que comparaba el cuerpo humano a una máquina artificial y explicaba su funcionamiento sobre bases puramente físicas, y el vitalismo o animismo, que rechaza la idea de considerar el cuerpo humano como una máquina y que lo concibe como un producto pasivo, un autómata manejado por una entidad denominada: "ánima", "natura", "principus vitae", etc.
Vemos como ya entonces se plantea lo que hasta hoy constituye una disyuntiva: mecanicismo y vitalismo.
¿La vida, la enfermedad, los organismos vivos, se rigen por las mismas leyes, y solo por ellas, que el mundo de la física y de la química?
La filosofía natural aceptó un compromiso: "La materia viva obedece no solo a las leyes químicas sino que está sujeta a la influencia de un principio vital externo".
Pero hagamos alto a estas especulaciones y retomemos el hilo del inicio del razonamiento científico en la interpretación de la enfermedad.
Etapa anatómica:
Establecida la anatomía sobre bases reales y objetivas fue natural que surgiera la pregunta ¿dónde está y qué es la enfermedad?.
Si bien hubo precursores, correspondió al genio de Giovanni Battista Morgagni marcar el establecimiento definitivo de la concepción anatómica en la interpretación de la enfermedad.
Con un gran bagaje de conocimientos básicos, Morgagni en 1698, a los 16 años ingresa a la Universidad de Bologna donde el maestro Vasalba lo embarca en las prácticas de autopsias. Con algo más de 20 años fue presidente del Instituto de Ciencias de Bologna, alcanzando rápidamente gran reputación. Sus cartas con las anotaciones de los hallazgos de autopsia y con las reflexiones de correlación clínica comenzaron a circular entre los estudiosos. A los 29 años fue llamado como profesor asistente de Medicina Teórica en la Universidad de Padua y 4 años después fue nombrado profesor de Anatomía, cargo que desempeño con devoción por 55 años.
Sus estudios sistemáticos de autopsias compilados en cartas fueron, gracias a la insistencia de un amigo, finalmente publicadas.
Cinco volúmenes con los protocolos y reflexiones de más de 700 casos constituyen el contenido del "De Sedibus et Causis Morborum per Anatomen Indagatis", publicada en 1761, piedra matriz de la Anatomía Patológica. Morgagni tenía entonces ya 80 años y era conocido en Italia como su "Majestad Anatómica". Con justicia los patólogos de todo el mundo lo consideramos padre de la Patología.
Con la publicación del "De Sedibus et Causis Morborum per Anatomen Indagatis", se abrió la puerta al progreso. Médicos de otros centros comenzaron a estudiar la enfermedad haciendo autopsias y el conocimiento se incrementó día a día, surgiendo maestros y escuelas en Francia, Gran Bretaña, Alemania y otros países.
Etapa tisular
Habría de ocurrir, sin embargo, otro paso trascendente en la evolución del estudio de la enfermedad. Este le correspondió a un joven de extraordinario talento que trabajó en el Hotel Deiu de París protegido por el Profesor de Cirugía Dessault. Su nombre: Xavier Bichat (1771-1802). Vivió solo 31 años pero fue un creador.
Sin hacer uso del microscopio, utilizando la acción de ácidos, álcalis, agua, sales como carbonatos o fosfatos, así como procesos de desecación, maceración y putrefacción, Bichat encontró que los órganos estaban constituidos de elementos comunes "las membranas", luego designados "tissues" o tejidos. Sus conclusiones se resumen en el libro "Tratado de las Membranas", publicado en 1800. Esta concepción permitía comprender por que algunos procesos se presentaban en varios órganos. Porque la alteración no era del órgano sino de los "tissues".
Se puede considerar, desde el punto de vista conceptual, que la contribución de Bichat marca la etapa tisular en el concepto de enfermedad, aunque el desarrollo perfeccionado de la microscopía habría de permitir, solo después de él, describir y comprender los tejidos a cabalidad.
Rudolph Virchow y la etapa celular:
El gran salto en la concepción de la enfermedad ocurre con la llegada de la etapa celular.
El botánico Schleidenn (1804-1881) y el zoólogo Schwann (1810-1882) prepararon el camino a la figura más destacada y brillante de la patología de todos los tiempos: Rudolf Virchow. Patólogo, higienista, antropólogo, político y publicista. Llamado, después de una brillante carrera en Wuzburg, para dirigir, en Berlín, el primer Instituto de Patología alemán, construido especialmente para él, inicia una serie de conferencias que dieron lugar a la publicación del famoso libro "Celular Pathologie" (1858), donde sienta el concepto, todavía vigente, que la sede última de la enfermedad está en las células.
¿Qué es la enfermedad?:la vida en condiciones anormales. ¿En donde está la enfermedad?: en la célula, porque es donde está la vida.
Centrada, así, la idea de la enfermedad, lo que ocurrió, en el campo morfológico, no es otra cosa que, y lo hemos vivido desde estudiantes, un diligente y continuado esfuerzo por definir formas y cambios en las estructuras celulares, usando los recursos de cada vez más sofisticadas tinciones y reacciones.
Paralelamente, el gran aporte de Pasteur, condujo a establecer la capacidad patogénica de bacterias, parásitos y virus. Asimismo, continuando las contribuciones pioneras de Claude Bernard y luego de Cannon, que subrayaron la interrelación de las células con el medio interno y la idea de homeoestasis estableciendo la significación del componente fisiológico y fisiopatológico, construimos el gran edificio de la patología celular como hoy la entendemos.
Etapa sub-celular:
Cuando en el primer tercio de este siglo se incorpora la microscopía electrónica de transmisión y luego la de superficie o barrido, se amplía, en miles de veces la capacidad de resolución óptica que permite reconocer con más detalle y precisión las alteraciones celulares.
Podemos, así, hablar de la etapa sub-celular o de las organelas: alteraciones del citoesqueleto celular, alteraciones de las mitocondrias, alteraciones de las lisosomas, etc. Se reconoce así los cambios de las organelas en diversos procesos e incluso se definen enfermedades específicas de éstas como por ejemplo: las miopatías mitocondriales y la fiebre mitocondrial hipermetabólica o enfermedad de Luft.
El mayor detalle morfológico, la experimentación fisiológica y clínica fisiológica, han facilitado un mayor conocimiento de las interrelaciones o intermediación: células-medio interno, células-circulación-células, célula-a célula, y de la relación inter-organelar.
Sustancias de intermediación que actúan en todos los niveles orgánicos y que constituyen la cibernética molecular-celular.
No extraña, por ello, que para cada sistema u órgano tengamos hoy que vernos con: receptores, factores estimulantes, factores frenadores, bioaminas transmisoras, péptidos de acción fisiológica, prostaglandinas, etc. etc. que se añaden día a día a la jerga médica, con aplicaciones crecientes para el diagnóstico y la terapeútica clínica.
Un buen ejemplo de lo que esta cibernética significa en un sistema dado, y de sus efectos en las nuevas terapeúticas, lo dio, hace algunos meses el Dr. Dante Peñaloza en su presentación ante la Academia Nacional de Medicina sobre: "Evolución del Conocimiento en Cardiología. De la Observación Clínica a la Biología Molecular".
Otro avance notable de los últimos tiempos ha sido la inmunohistoquímica que por el uso de anticuerpos específicos, para cada una de las estructuras o sustancias componentes de las células, permite un reconocimiento histogenético, a la microscopía de luz, como jamás se había logrado, relegando, en muchos casos, la necesidad de usar la microscopía electrónica.
La llamada patología molecular:
El siguiente gran hito en la evolución de los estudios sobre la concepción de la enfermedad es muy reciente, y deriva de los estudios realizados en la década del '50 en la Universidad de Cambridge, por Watson y Crick, y por Wilkins del King's College de Londres, que permitieron definir la estructura tridimensional del ácido desoxiribonucleico y explicar, sobre una base química, la herencia y el mecanismo de la transmisión de la información genética.
El impacto de este descubrimiento para la biología es solo comparable al de la desintegración atómica para la Física. Como no podía ser de otra forma este extraordinario aporte mereció el Nobel de Fisiología y Medicina en 1962.
Watson, Crick y Wilkins concluyeron que "la molécula de ADN consiste de dos cadenas, entrelazadas una en la otra, en forma de una escalera de caracol (doble hélice)".
Los pasamanos de la escalera están constituido por fosfato y azúcar (desoxiribosa) de los distintos nucleótidos, mientras que los escalones son los pares de bases de una purina y una pirimidina, en los que la Adenina estará siempre frente a la Timina y la Guanina frente a la Citosina. Las bases se unen entre sí por intermedio de un puente débil de hidrógeno.
Nótese también que el pasamano de la escalera es en realidad una secuencia repetitiva de segmentos desoxiribosa-fosfato. Por lo tanto, la característica distintiva de una molécula de ADN será su secuencia particular de grupo purina-pirimidina.
Watson, Crick y Wilkins respondieron a la pregunta ¿Cómo se pueden formar dos moléculas de doble hélice idénticas partiendo de solo una de ellas?, diciendo: "la doble hélice original se abre a lo largo como se abre un cierre automático o "ziper" por rompimiento de los enlaces débiles de hidrógeno que unen a las bases. Cada filamento separado sirve de molde para la síntesis de una doble hélice nueva. Nucleótidos con tres grupos fosfato, tipo ATP, existentes en el citoplasma, son los que se usan para elaborar el nuevo ADN".
Las dos moléculas nuevas son exactamente iguales a la original. Se ha producido la replicación y hemos explicado, químicamente, la sucesión de célula a célula.
La comprobación experimental de la validez del esquema de Watson, Crick y Wilkins abrió la puerta para, dentro de una nueva perspectiva, comprender en sus raíces la causa y mecanismos de procesos fisiológicos y patológicos.
El material cromosomial con sus cadenas de ADN contiene la integridad de la información genética que comanda las funciones del individuo.
El genoma humano consiste en 6 billones de nucleótidos en una molécula de doble fila helicoidal de ADN. Los nucleótidos exteriorizan o ejercen su efecto de mensaje en conjuntos secuenciales lineales de dos filas helicoidales.
El mensaje (o los mensajes) se escribe en un alfabeto que usa solo cuatro letras A, C, G y T. Cada letra corresponde a una de las cuatro bases que forman los bloques químicos del ADN:
A: Adenina
C: Citosina
G: Guanina
T: Timina
Las dos filas de nucleótidos paralelos son complementarios:
A (Adenina) .....aparea con ..... T (Timina)
G (Guanina) .... aparea con .... C (Citosina)
Como veremos luego, esta complementaridad es la base de toda la tecnología molecular.
El mensaje no se lee en una letra sino en grupos de tres (con su correspondiente complemento). Esta unidad se llama un Codón.
Cada Codón especifica (o determina) uno de los 21 aminoácidos que constituyen las proteínas.
Un mensaje genético comienza en la cadena de doble hélice que sirve de plantilla, molde o patrón ("template") -por el principio de complementaridad- para el ARN mensajero (mARN).
El mARN en grupos de 3 nucleótidos por codón ordena o da origen a la síntesis de un aminoácido para la proteína.
Desde que hay cuatro nucleótidos que codifican (se leen) en grupos de tres, hay 64 combinaciones posibles. Como los aminoácidos que hacen proteína son 21, resulta que varios códigos (codones: grupos de tres bases) codifican el mismo aminoácido. Esta redundancia permite seguir produciendo un aminoácido cuando ocurre una mutación o cambio en un codón.
Biología, patología o ingeniería molecular, denominaciones inapropiadas
Cuando las tecnologías derivadas de las investigaciones sobre el código genético se han aplicado al estudio de la enfermedad, se ha hecho uso el hablar de Patología Molecular. Por extensión se habla también de Biología Molecular y de Ingeniería Genética o Molecular, con lo que podría entenderse la capacidad de manipular las moléculas a voluntad y con objetivos definidos. La terminología se ha entronizado y, seguro continuará vigente, no obstante ser falsa e inapropiada. Ella implica el estudio de la patología a nivel de las moléculas, cuando en realidad lo que hace es centrarse solo en el ADN, ARN, y sus productos.
Lo correcto sería hablar de la biología y patología del ADN y ARN y sus productos. Pero ya es tarde para cambios. Lo importante es que tengamos idea de lo que realmente está ocurriendo.
Se comprende que al hablar de la revolución tecnológica en patología y mencionar procedimientos como: reacciones de hibridización, polimerasa para ampliar secuencias genéticas blanco, o términos como endonucleasas de restricción, exonucleasas, segmentos circulares de ADN capaces de replicarse en las bacterias o plasmidios, etc., alejados por algunos años, de nuestras ciencias básicas, más de uno de nosotros se sienta abrumado y confundido.
No corresponde, ni sería posible, intentar explicar en detalle todas estas tecnologías.
Para acercarnos a comprenderlas basta, sin embargo, fijar algunos pocos hechos básicos:
1 Las cadenas de ADN se fragmentan o segmentan con enzimas (llamadas endonucleasas de restricción) derivadas de bacterias. Existen cientos y cada una segmenta secuencias específicas de tres a seis bases de nucleótidos o unidades genómicas.
Una vez fragmentadas estas secuencias (unidades genómicas o sub-genómicas) pueden ser separadas o aisladas, por ejemplo, por medio de electroforesis. Las secuencias así individualizadas pueden eventualmente traspasarse sobre un agar-gel (como ocurre en el procedimiento de la impronta Southern o "Southern Blotting" para el ADN y del "Northern Blotting" para el ARN).
2 La doble hélice o doble fila de nucleótidos se puede separar en filas singulares por el proceso que se denomina denaturación (calentamiento o tratamiento con álcalis).
Una vez que las filas de nucleótidos se han singularizado están listas para el apareamiento o "annealing".
3 El apareamiento de secuencias genómicas conocidas y marcadas con las secuencias blanco o problema, es la etapa crucial de todo el proceso y se basa en el principio, ya mencionado, de la complementaridad:
La adenina-aparea-con la timina
La guanina-apraea- con la citosina
Se pueden usar marcadores radiactivos o inmunohistoquímicos que se conjugan con los probadores complementarios.
4 Cuando la reacción se hace sobre los propios tejidos se habla de hibridización "in situ".
Podría haber todavía una pregunta ¿cómo es que obtenemos segmentos de ADN a voluntad, para conjugarlos con sustancias reveladoras o para probar su función específica en el laboratorio?.
Esto tiene que ver con conocimientos derivados de la bacteriología.
Ya hace algún tiempo que se conoce la capacidad de transferencia de ADN entre bacterias. Esto es adquirir material genético ajeno e incorporarlo a su ADN propio. En el proceso denominado lisogenia, material genético de un bacteriófago (esto es un virus) incorporado al citoplasma termina insertándose en el ADN bacteriano y convirtiendo a éste en una célula lisogénica, esto es una bacteria que además de sus características propias expresa la característica del fago que puede ser, por ejemplo, una toxina.
Otro hecho bacteriano es el de los plasmidios. Los plasmidios son vehículos de transferencia genética. Están constituidos por anillos de ADN independientes al ADN cromosomial bacteriano y que se replican con la multiplicación bacteriana.
Los plasmidios pueden ser aislados de las bacterias, rotos con las endonucleasas de restricción, y luego ligados en las zonas de ruptura con segmentos de ADN específicos. El plasmidio con el segmento de gene insertado es un plasmidio recombinado. Incorporado el plasmidio recombinante en la bacteria se va a multiplicar indefinidamente como se multiplica esta. En esta forma un segmento o secuencia genómica específica deseada por ejemplo el gene responsable de la producción de insulina se va a multiplicar clonalmente con el crecimiento de los cultivos bacterianos.
La tecnología de recombinación del ADN se viene utilizando de manera creciente no solo en patología sino en todas las especialidades médicas. Un listado incompleto de estas aplicaciones es el que sigue:
Identificación de secuencias genéticas responsables de enfermedades neoplásicas y no neoplásicas en el hombre, de la fibrosis quística y de la distrofia muscular de Duchenne.
Diagnóstico pre-natal y antenatal de enfermedades hereditarias (Hemofilia A).
Determinación de la suceptibilidad genética y predisposición a enfermedades tales como ateroesclerosis y diabetes.
Diagnóstico preciso y clasificación de las enfermedades neoplásicas así como predicción del pronóstico y monitoreo terapéutico del paciente con cáncer.
Diagnóstico de las enfermedades infecciosas. En lugar de las tediosas búsquedas de gérmenes en tinciones directas o de los engorrosos y siempre lentos cultivos, la identificación específica del genoma del agente infeccioso, bacteriano o viral, puede lograrse con rapidez y pulcritud. La reciente incorporación de la llamada "Reacción en Cadena de la Polimerasa", permite amplificar hasta en un millón de veces un fragmento de ADN, y de esta manera en material muy escaso se puede hacer un diagnóstico etiológico preciso.
Evaluación de la sensibilidad y resistencia a drogas en enfermedades neoplásicas e infecciosas.
Determinación de la realidad e identidad en transplantes, pruebas de paternidad y medicina forense.
En resumen, lo que ha ocurrido es que hemos trasladado el conocimiento de la enfermedad del Nivel Fenotípico o de las expresiones morfológicas y fisiológicas de los códigos, al Nivel Genotípico o sea al del conocimiento de los cambios allí de donde se originan la orden genética.
En conclusión podemos decir que así como no se puede predecir ni resolver toda la química con la ayuda de la teoría cuántica, que sin duda constituye, no obstante, la base universal del mundo físico, tampoco podemos pretender predecir y resolver toda la biósfera con la teoría molecular del código, aunque nada ha aparecido, hasta ahora, que nos ponga más cerca de una teoría general de los sistemas vivientes y del secreto de la vida.
Quisiera terminar relatándoles con un ejemplo muy reciente, que demuestra como se pasa hoy tan rápido del laboratorio a la aplicación clínica, y que ejemplifica también como surgen las siglas, que tanto pueden confundir y que lamentablemente se incrementan día a día.
Veamos el caso del llamado CerbB-2 o HER2-NEU.
Referencias:
1 Conferencia. Academia Nacional de Medicina. V Congreso Nacional "Dr. Javier Llosa García" Arequipa, Octubre 20-23, 1999.
2 Profesor Emérito de la Universidad Peruana Cayetano Heredia.
3 En los comentarios históricos hemos tomado con amplitud conceptos y referencias del libro.
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