ADN recombinante en la naturalezay ADN recombinante en la enfermedad galactosemia

ADN recombinante en la naturaleza

Un ejemplo de DNA recombinante en la naturaleza es la conjugación de las bacterias mediante los pilis sexuales y la transferencia de plásmidos para así propagar la virulencia entre los Biofilms bacterianos, la Diabetes Mellitus tipo 2 y la relación con la patogenicidad bacteriana es importante para entender las complicaciones que conllevan como por ejemplo en una enfermedad periodontal.

ADN recombinante artificial

Esta invención crea una molécula de ADN recombinante que comprende el operón gal de Streptomyces lividans situado en un fragmento HindIII-SphI de aproximadamente 9 kb de ADN cromosómico de S. lividans 1326 o cualquier derivado de Streptomyces del mismo que funciona sustancialmente de la misma manera que el operón gal de Streptomyces presente en la naturaleza, en el contexto de la producción regulable de los productos génicos de galT, galE, galK; una molécula de ADN funcional ajena ligada operativamente a dicho operon; un vector de ADN recombinante que comprende dicha molécula de ADN, y,opcionalmente, comprende adicionalmente un replicón; un método para preparar una célula hospedadora transformada con dicho vector; el hospedador transformado preparado según dicho método;  para expresar dicha secuencia de ADN funcional que comprende cultivar dicho hospedador transformado bajo condiciones adecuadas, de tal modo que se expresa la secuencia de ADN funcional; y un método para regular la expresión de dicha secuencia de ADN funcional, que comprende cultivar dicho hospedador transformado bajo condiciones que regulan dicha expresión.

Fig 1. ADN recombinante

Vídeo 1. ADN recombinante

Enlace 1: http://www.actaodontologica.com/ediciones/2012/2/art-22/

Enlace 2: http://invenes.oepm.es/InvenesWeb/detalle?referencia=E87870026

Enalce 3: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15006357

Asesoramiento genético reproductivo en la patología galactosemia

El  asesoramiento genético es el proceso a través del cual:

• se evalúa su historial médico personal y el de su familia
• se solicitan pruebas genéticas
• se evalúan los resultados de estas pruebas
• se ayuda a los padres a entender los resultados para que tomen decisiones informadas sobre cómo proceder a continuación

El asesoramiento consiste en evaluar el riesgo genético asociado a la reproducción de la pareja que acude a la consulta, la comunicación del riesgo y consejos sobre las opiniones reproductivas.

El asesoramiento se comienza con:
1.- Realizar consentimiento informado.
2.- Desarrollo del árbol genealógico familiar.
La entrevista consta de cuatro objetivos:

1. Establecer una buena relación con el consultante.
2. Descubrir el modo de herencia genética.
3. Recopilar información sobre relaciones familiares.
4. Conocer preocupaciones y percepciones del consultante.

3.- Comunicación agradable y no crítica acerca de la enfermedad dando a conocer de que se trata al consultante.
5.- Asistencia: Ofrecer al consultante mas de una alternativa para elección de pruebas para el diagnostico presintomático o simple vigilancia médica.

6.- El diagnóstico debe proceder al asesoramiento, por lo cual se realizará el examen cromosómico para proporcionar una perspectiva general del genoma de igual manera técnicas moleculares para detectar una o varias mutaciones específicas.

Tener en cuenta que las pruebas de diagnóstico prenatal se precisa con un consentimiento informado explicando al consultante los riesgos significativos; de igual manera debemos nosotros como profesionales consultar a un equipo de salud con formación médica específica: genetistas clínicos, biólogos moleculares.

Es probable que a raíz de la consulta aparezca nuevas incertidumbres y los consultantes sufran de pesimismo funcional.

7.- Opciones reproductivas: En caso que el futuro hijo  predisponga a adquirir la enfermedad las medidas que se pueden tomar serán, la  modificación de la dieta o estilo de vida de la madre, diagnostico prenatal en una etapa posterior, diagnostico preimplantatorio, inseminación artificial por un donante, donación de óvulos, fertilización in vitro con embriones seleccionados, anticoncepción o esterilización, adopción de un hijo.

Fig. 1 Árbol genealógico de herencia autosómica recesiva.

Video 1. Asesoramiento genético.

Bibliografía: 

Pritchard, J. Genética Médica. Lo esencial de un vistazo. 3ra ed. Argentina: Buenos Aires. 2010.

Enlace 1: https://kidshealth.org/es/parents/genetic-counseling-esp.html

Galactosemia: Tratamiento

Debido a que, el contenido de lactosa en la leche se convierte en galactosa, el tratamiento se orienta a la supresión de la misma, así como de otros productos que, en su metabolismo final, conduzcan a la producción de galactosa. Para prevenir la acumulación de galactosa-1-fosfato y sus metabolitos en los tejidos.

• En  recién nacido con galactosemia clásica la lactancia materna está contraindicada, y se implementa tratamiento con una fórmula a base de proteína de soya.
• Las leches bajas en lactosa o deslactosadas están contraindicadas ya que la lactosa fue hidrolizada y la galactosa está libre y en cantidades considerables.
• Suplementar con calcio y vitamina D a pacientes cuyos requerimientos no sean cubiertos con el aporte dietético.

Imagen 1: Fuentes nutricionales para lactancia.

Cuadro 1: Alimentos permitidos y restringidos en galactosemia.

Enlace 1: http://www.imss.gob.mx/sites/all/statics/guiasclinicas/536GRR.pdf

Enlace 2: http://instituciones.msp.gob.ec/documentos/Guias/Guia_de_galactosemia.pdf

Galactosemia: Pruebas de diagnóstico y tamizaje confirmatorio de la enfermedad.

Diagnóstico de laboratorio

1. Concentración eritrocitaria de galactosa-1-fosfato. La concentración excede 2 mg/dL, usado para monitorizar la efectividad de la terapia. En la galactosemia clásica, 1a gal-1-P permanece elevada entre 2 a 5 mg/dL.

2. Galactitol. Puede ser medido en la orina, concentración mayor a 78 mmol/mol de creatinina es anormal.

3. Oxidación corporal total de C galactosa a CO2. La eliminación en la respiración de menos del 5% de  C galactosa como  CO2 dos horas después de la administración de  C-D galactosa define un fenotipo de un metabolito severo.

4. Método de dilución de isótopos por GC/MS (cromatografía de gases y espectrometría de masas). Se pueden realizar medidas experimentales de galactitol y galactonato en orina.

Vídeo: Decidir sobre las pruebas genéticas.

Confirmación diagnóstica

Galactosemia clásica (G/G) galactosemia

1.- Análisis de mutaciones blanco, identifica las ocho mutaciones más comunes GALT para galactosemia (G): p.Gln188Arg, p.Ser135Leu, p.Lys285Asn, p.Leu195Pro,p.Tyr209Cys, p.Ph e171Ser, 5kbdel, c.253-2A>G).

2.- Análisis de la secuencia. Identifica todas las mutaciones, intragénicas tipo deleción/inserción, mutaciones sin sentido, con pérdida de sentido, y mutaciones en el sitio de empalme.

3.- Análisis de delección/duplicación. Deleción de exones y multiexones GALT pueden ser detectados en individuos afectados.

Diagnóstico prenatal y preimplantacional.

Identificación previa de  mutaciones de la enfermedad en la familia. El diagnóstico prenatal de homocigotos mediante cuantificación de galactitol en líquido aminiótico; valorando  actividad enzimática en vellosidades coriónicas o amniocitos cultivados.

Imagen 1: Amniocentesis.

Tamizaje metabólico neonatal

Galactosemia detectada en los recién nacidos gracias al programa nacional de tamizaje. Este utiliza una muestra de sangre obtenida de talón para analizar la actividad de la enzima galactosa-1-fosfato uridiltransferasa (GALT) y cuantificar la concentración eritrocitaria de gal-1-fosfato y galactosa.

Imagen 2: Muestra de sangre obtenida en talón para tamizaje neonatal.

Enlace 1: http://instituciones.msp.gob.ec/documentos/Guias/Guia_de_galactosemia.pd

Enlace 2: https://lactosa.org/wp-content/uploads/2017/02/OC-2010_EFSAen-es.pdf

Galactosemia: Cuadro clínico

Signos:

• Edema, ascitis, ictericia
• Alteraciones hepáticas: hepatomegalia, hiperbilirrubinemia, hipertransaminasemia, alteraciones de la coagulación
• Alteraciones renales: acidosis hiperclorémica, glucosuria, albuminuria y aminoaciduria.  galactosuria
• Alteraciones oftalmológicas: Cataratas
• Sepsis, principalmente por E. Coli

Síntomas:

• Vómito
• Rechazo al alimento
• Falta de apetito
• Depresión neurológica
• Astenia
• Letargia.

 Enlace 1: http://instituciones.msp.gob.ec/documentos/Guias/Guia_de_galactosemia.pdf

Galactosemia: Alteraciones en la epigenómica

En los últimos años, se considera que los fenómenos epigenéticos motivados por la glicosilación defectuosa de las proteínas implicada en la expresión genética explican parcialmente los resultados clínicos variables a largo plazo de los pacientes y hermanos con mutaciones idénticas.

Los resultados a largo plazo de la galactosemia clásica (GAL) siguen siendo decepcionantes. No está claro si las complicaciones se deben principalmente a la toxicidad prenatal-neonatal o las anomalías persistentes de la síntesis de glicoproteínas y glicolípidos. Realizamos perfiles de expresión génica (transcriptoma T) para caracterizar genes alterados clave y grupos de genes de cuatro pacientes con GAL con resultados variables mantenidos con una dieta restringida a galactosa, en comparación con los controles. Se observaron perturbaciones significativas de múltiples vías de señalización celular, incluida la señalización de la proteína quinasa activada por mitógenos (MAPK), la regulación del citoesqueleto de actina, la adhesión focal y la proteólisis mediada por ubiquitina. Se investigaron más a fondo una serie de genes significativamente alterados en la cohorte GAL, incluidos SPARC (osteonectina) y S100A8 (proteína de unión a calcio S100). El perfil de N-glicanos en suero completo y el estado de glicosilación de IgG de 10 pacientes tratados con GAL se compararon con el suero de control sano y la IgG utilizando una plataforma de HPLC analítica cuantitativa de alto rendimiento. Se identificaron en los pacientes niveles aumentados de estructuras agalactosiladas y monogalactosiladas y disminuciones en ciertas estructuras digalactosiladas. La glicosilación anormal persistente de las glucoproteínas séricas observada con los datos de micromatrices indica una disfomostasis metabólica persistente y una desregulación de los genes en la GAL "tratada". La restricción estricta de la galactosa en la dieta claramente salva vidas en el período neonatal; La restricción severa a largo plazo de galactosa puede contribuir a las anormalidades sistémicas en curso

Enlace 1:  https://lactosa.org/wp-content/uploads/2017/02/OC-2010_EFSAen-es.pdf

Enlace 2: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19952866

Galactosemia: Alteración en la traducción del gen GALT

La galactosemia es debida por mutación en el gen GALT situado en el brazo corto del cromosoma 9 (9p13),  codifica la enzima (uridiltransferasa galactosa-1-fosfato) que permite que el  organismo convierta la (galactosa-1-fosfato) a  glucosa. Se han identificado más de 300 mutaciones en el gen GALT, los cambios genéticos eliminan la actividad de la enzima. La mutación más frecuente reemplaza el aminoácido glutamina por el aminoácido arginina en la posición 188 de la enzima (Gln188Arg). Otra mutación sustituye el aminoácido leucina por el aminoácido serina en la posición 135 (Ser135Leu). Una mutación del gen GALT, conocida como variante Duarte (Asn314Asp o N314D), reduce pero no elimina la actividad de la enzima.

Clasificación de los tipos de galactosemia y genes afectados con sus respectivas enzimas. 

Video 1: Ejemplo de traducción de las células eucariotas.

Enlace 1: https://www.ivami.com/es/pruebas-geneticas-mutaciones-de-genes-humanos-enfermedades-neoplasias-y-farmacogenetica/1349-pruebas-geneticas-galactosemia-tipos-i-ii-y-iii-galactosemia-genes-i-galt-gale-i-y-i-galk1-i

Enlace 2: http://www.seqc.es/download/tema/6/2971/3778230/306382/cms/tema-10.galactosemia.pdf/