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Un pequeño fragmento de ADN puede provocar el autismo o la esquizofrenia

Una investigación desarrollada con chips de ADN descubre el origen de algunos defectos genéticos

Un pequeño fragmento del cromosoma 1 puede ocasionar la esquizofrenia o el autismo, según una investigación realizada mediante chips de ADN. Gracias a este tecnología se ha descubierto, entre los más de 200 millones de pares de bases o “letras” que contiene el cromosoma 1 (que es el cromosoma humano más grande, con más de 3.100 genes), un pequeño fragmento que es particularmente propicio a los errores: el llamado 1q21.1. Cuando el cromosoma 1 se duplica durante la división normal de la célula, este fragmento tiende demasiado a “replicarse mal”, generando copias extra o menos copias de lo necesario. Los científicos esperan que entender las consecuencias de los fallos en minúsculos fragmentos de ADN permita desarrollar nuevos tipos de medicamentos y, también, tratamientos más personalizados. Por Yaiza Martínez.

Chip de ADN. Fuente: Wikimedia Commons.
Los científicos han conseguido establecer una relación entre un pequeño fragmento de ADN y la esquizofrenia, el retraso mental y el autismo, lo que podría cambiar la perspectiva desde la que se contemplan actualmente las enfermedades, señala un artículo publicado en la revista Technology Review, del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT). Bajo el título “A hole in the genome” (“un agujero en el genoma”), el artículo explica que, entre los más de 200 millones de pares de bases o “letras” que contiene el cromosoma 1 (que es el cromosoma humano más grande, con más de 3.100 genes), existe un pequeño fragmento de ADN que es particularmente propicio a los errores: el llamado 1q21.1. Cuando el cromosoma 1 se duplica durante la división normal de la célula, al parecer, este fragmento tiende demasiado a “replicarse mal”, generando copias extra o menos copias de lo necesario. Estos errores minúsculos pueden tener un impacto enorme en la gente que los porta. Diversos estudios realizados en los últimos años han demostrado, de hecho, que los fragmentos extra o perdidos de ADN en la región del 1q21.1 suponen el riesgo de desarrollar una amplia gama de trastornos psiquiátricos y neurológicos, entre ellos, el autismo, la esquizofrenia y el retraso mental. Cambio de dirección en las investigaciones El descubrimiento de que una única pieza de ADN puede producir diversas consecuencias para la salud abre nuevas vías en el estudio de las enfermedades: ahora, los científicos en lugar de centrarse sólo en hallar un desperfecto genético común en las personas con una enfermedad particular, han empezado a buscar las diversas enfermedades que puede producir un solo defecto genético, en personas distintas. Estos estudios sugieren que incluso pacientes con diagnósticos diversos podrían compartir un problema biológico común. Mark Daly, un genetista del Broad Institute de Cambridge explica en Technology Review que los especialistas se han dado cuenta de que, en la búsqueda de las bases moleculares de la enfermedad, resultaría provechoso analizar las conexiones entre fenotipos (manifestaciones del genotipo) aparentemente no relacionados. Daly y sus colaboradores descubrieron el año pasado, por ejemplo, que un solo fragmento de ADN del cromosoma 16 (los humanos tenemos un total de 46 cromosomas) sería responsable del riesgo de varios trastornos cerebrales. Aunque los médicos sabían desde hace tiempo que anomalías estructurales de nuestro genoma pueden provocar problemas de desarrollo y enfermedades (por ejemplo, una copia extra del cromosoma 21 provoca el síndrome de down), hasta hace sólo unos años la tecnología no ha estado preparada para profundizar en el ADN.
Cromosoma 1.
Avances tecnológicos La llegada de los llamados chips de ADN ha cambiado mucho el panorama. Estos chips consisten en una superficie sólida a la que se unen fragmentos de ADN y se utilizan para averiguar la expresión de los genes estudiados, ya que pueden registrar los niveles de miles de ellos de manera simultánea. Los chips de ADN han permitido a los científicos buscar desperfectos estructurales en el ADN que resultan invisibles al microscopio. Estos errores son distintos a los cambios en una letra particular, que son los cambios que hasta hace poco se estudiaban para encontrar el origen genético de las enfermedades. Su tamaño puede además variar, abarcando desde sólo una parte de un gen hasta genes enteros. La región 1q21.1 está considerada hoy día, a partir de los estudios con chips de ADN, uno de los “puntos calientes” del genoma, por su tendencia a la inestabilidad estructural y, también, porque dicha inestabilidad, en su caso, puede dar lugar a múltiples problemas. Heather Mefford, una genetista pediátrica de la Universidad de Washington en Seattle, ha recopilado datos de variaciones de esta región en laboratorios genéticos clínicos de todo el mundo. Así, ha podido constatar que 25 pacientes de una muestra de un total de 5.000 personas con autismo, retraso mental y otras anomalías congénitas habían perdido el mismo fragmento dentro de dicha región. Es un porcentaje pequeño, ciertamente, pero nadie en un grupo de tamaño similar y de personas sanas era portador del mismo error genético, lo que significa que el fallo en el 1q21.1 sería la causa, al menos parcialmente, de los problemas de estos pacientes, explican los científicos. Trabajo por hacer La razón de que los errores genéticos en la región 1q21.1 tengan tantas consecuencias radicaría en que esta región del ADN se encuentra rodeada por secuencias repetitivas propensas a la re-disposición o recolocación. Contiene al menos ocho genes conocidos, cuyas funciones son en su mayoría desconocidas. Sin embargo, Mefford señala que, claramente, esta región del genoma debe contener uno o más genes importantes para el desarrollo cognitivo normal. Los resultados de sus investigaciones aparecieron publicados, a finales de 2008, en el New England Journal of Medicine. Los científicos esperan que entender los mecanismos subyacentes afectados por la pérdida o la duplicación de fragmentos de ADN permita desarrollar nuevos tipos de medicamentos. Pero parece que aún queda mucho trabajo por hacer para aclarar del todo la cuestión. De momento, el descubrimiento de que ciertas enfermedades puedan tener el mismo origen biológico explicaría porqué, por ejemplo, los miembros de una misma familia pueden sufrir todos trastornos mentales, y también porqué estos trastornos no son siempre los mismos en los distintos miembros de un solo grupo familiar. Identificar el desperfecto biológico común sería crucial, pero también quedan por definir otros factores detonantes de las enfermedades, como el entorno, las variaciones en otras partes del genoma, o la versión del gen heredada del otro progenitor. Tratamientos específicos Una mejor comprensión de las consecuencias moleculares de errores en la región 1q21.1 podría cambiar los diagnósticos de trastornos como el autismo o la esquizofrenia. Sin embargo, de momento, sería sólo en los contados casos en que la gente con estas enfermedades presenta errores en la duplicación de dicha región. A pesar de eso, los científicos tienen la esperanza de que, a medida que se vayan relacionando más variaciones genéticas con estos trastornos, las caracterizaciones genéticas se conviertan en herramientas cada día más útiles, para la predicción del mejor tratamiento para cada paciente en particular.