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Técnica virtual permitirá predecir enfermedades genéticas

Anticiparse a las enfermedades que sufrirá una persona mediante el conocimiento de su genoma está cerca de ser una realidad.

Medellín, 09 de mayo de 2011Agencia de Noticias UN -

Foto: srfeynman.blogspot.com

Una técnica desarrollada por investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison y la Universidad Nacional de Colombia a partir de estructuras minúsculas, denominadas nanocanales, está ayudando a descifrar con más detalle y rapidez el código genético.

¿Qué tal si en una consulta su médico le informara que en diez años sufrirá de cáncer, Parkinson, artritis u otros padecimientos, pero que desde ya puede iniciar un tratamiento para prevenir el desarrollo de la enfermedad? ¿Sorprendente, verdad? Pues para lograr con éxito este importante avance científico trabajan conjuntamente investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison en Estados Unidos y la Universidad Nacional de Colombia en Medellín.

Hace varias décadas, el profesor David C. Schwartz desarrolló el mapeo óptico en microcanales (conjunto de “tuberías” o “tanques” hechos a escala microscópica con métodos de litografía, un millón de veces más pequeños que una tubería normal), que permiten secuenciar y extraer el genoma humano de manera completa en alta resolución.

Dicha técnica se fundamenta en la presentación organizada de moléculas de ADN, que luego son analizadas a través de herramientas visuales como el microscopio óptico.

Predicciones en tiempo breve

Aunque el procedimiento fue creado hace años, el análisis completo de un genoma –desde su preparación hasta su lectura– tarda meses. Por eso, con base en este primer avance, docentes de ambas instituciones desarrollan una metodología para optimizarlo y reducir el tiempo del procedimiento a horas, a través del uso de nanocanales (mil millones de veces más pequeños que los microcanales).

“Es el único método que existe en este momento en el mundo para analizar el genoma a una resolución de varios nucleótidos (unidad básica del ADN). Hay técnicas de última generación que hacen secuencias, pero ninguna tiene la calidad, simpleza y costo que ofrece el nanomapeo óptico. Ello significa que en algunos años podremos tener una herramienta clínica que nos permita comparar genes buenos y malos para predecir si una persona va a sufrir de diabetes o si su hijo tendrá malformaciones”, señala Juan Pablo Hernández Ortiz, docente de la Facultad de Minas de la UN en Medellín.

“En el nanomapeo óptico marcamos el ADN en varios puntos y lo pasamos por un nanocanal, donde lo estiramos y lo leemos ópticamente como si fuera un código de barras. Esta lectura nos permite extraer el genoma”, dice.

Así, por medio de un modelo computacional (desarrollado en la UN), se realiza un experimento digital al que se le incorporan todos los elementos físicos del proceso.

Los investigadores han hecho ensayos de secuencias y genomas de animales y humanos con dicho procedimiento. Según el profesor Hernández, “en el experimento físico se replica el proceso de simulación virtual. Se toma una solución de ADN, es decir, de un cromosoma, se separa y se extraen las moléculas de ADN. Luego se ponen en un medio salino y se adicionan enzimas que se adhieren a las moléculas en partes determinadas, creando un punto fluorescente. Esta sustancia se inyecta con una jeringa en un microcanal, y en un campo eléctrico, las moléculas son forzadas a pasar por los nanocanales. Al juntar esta información se extrae, uno por uno, el código genético”.

Avance de punta en medicina

Perfeccionar la técnica permitiría avanzar en campos hasta hoy inexplorados, asegura: “Existen enfermedades a las cuales no se les ha determinado su procedencia y tampoco se sabe cómo prevenirlas. Son aberraciones de nuestro código genético que podrían dilucidarse a través de este procedimiento”.

Para el profesor David C. Schwartz, “el proyecto está descubriendo maneras de obtener datos del denominado ‘perfil genético individual’, impulsando avances médicos por medio del desarrollo de nuevos programas informáticos y máquinas que, de forma rápida y poco costosa, leen la información biológica de cada individuo”.

“Cuando la ciencia médica logre acceder a esta técnica disminuirán las complicaciones de las enfermedades. En lo económico, la población gastaría menos en medicinas, se conocerían más a fondo afecciones como el cáncer y la diabetes y se podrían prevenir muchas enfermedades nuevas”, reconoce con perspectiva la cirujana plástica reconstructiva Claudia Mora.

Catalina López Correa, vicepresidenta de Asuntos Científicos en Genome Québec, destaca la manera en que la tecnología de microfluidos y nanotecnología aplicada al estudio del ADN y a la genómica en general (ADN, ARN, estudio de proteínas) está acelerando y facilitando investigaciones como el mapeo óptico. “El impacto sobre el desarrollo, la validación de nuevos tests genéticos y la forma de diagnosticar y tratar enfermedades como el cáncer y otras cardiometabólicas es contundente”.

“Ver y leer el libro completo de la vida”. Así define el profesor Hernández el proceso que se puede llevar a cabo con la técnica: “El ADN es simplemente un lenguaje de cuatro letras que dice todas las funciones de los seres vivos. Con el genoma de alta resolución podremos también estudiar la forma de hacer vacunas y tratamientos. De esta manera, se abre además un campo de estudio para otras disciplinas como la farmacéutica y la bioingeniería”.

El proyecto Estudio de ADN en nanocanales para estudios de genoma de alta resolución es financiado por el National Institute of Health (NIH) y el National Science Fundation (NSF) de Estados Unidos, por medio del Nanoscale and Engineering Center (NSEC) de la Universidad de Wisconsin-Madison.

Lea este artículo también en: http://www.unperiodico.unal.edu.co/dper/article/tecnica-virtual-permitira-predecir-enfermedades-geneticas.html

(Por: Fin/grp/feb/lrc
)
N.° 807

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