Marcadores genéticos

Utilidad clínica de los marcadores genéticos: Una nueva frontera en el estudio de las enfermedades

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31/10/2019

La práctica clínica requiere de unos indicadores para el estudio de las enfermedades. Uno de los indicadores que han demostrado utilidad clínica son los marcadores genéticos. Concretamente los biomarcadores epigenéticos han contribuido en el screening de enfermedades, conocer su evolución y respuesta frente a tratamientos farmacológicos.

Gracias al Proyecto Genoma Humano se han logrado avances en el correcto diagnóstico de muchas enfermedades.

Para contextualizar el tema, es necesario explicar conceptos relacionados con la disciplina de la genética que se puntualizan a continuación.

Conceptos claves

La variación genética en la población se presenta mayoritariamente en el polimorfismo genético. El polimorfismo corresponde a un lugar en la secuencia de  ácido desoxirribonucleico (ADN) donde existe una variación, y la variante menos común está presente en al menos el 1% de la población analizada.

Así, el polimorfismo genético es el responsable de la gran variabilidad genética existente entre los individuos de una misma especie. Para poder estimar dicha variabilidad, se utilizan los marcadores genéticos.

Un marcador genético es un segmento del ADN con una ubicación física en un cromosoma conocido llamado locus polimórfico. En otras palabras, un marcador genético es cualquier carácter o rasgo que permite seguir su herencia a lo largo de sucesivas generaciones.

Agrandes rasgos, estos marcadores genéticos están asociados a fenotipos específicos de enfermedades y son útiles como herramienta de diagnóstico.

A su vez, la epigenética se define como el estudio de los mecanismos que regulan la expresión génica sin modificar la secuencia de ADN. En este sentido, la epigenética se encarga de indagar sobre un tipo de modificaciones heredables y estables que alteran la capacidad de expresión sin afectar a la secuencias de los genes.

Finalmente, en el ámbito del análisis genético se denomina un biomarcador a cualquier variación en el material hereditario cuya presencia puede detectarse en el individuo portador mediante la aplicación de pruebas analíticas.

Tipos de modificaciones epigenéticas

Las principales modificaciones epigenéticas engloban: la metilación del ADN, la modificación de las histonas y la acción de los ácidos ribonucleicos (ARN) no codificantes. Estas alteraciones pueden deberse a factores ambientales y pueden afectar a genes implicados en múltiples funciones. A continuación, explicamos brevemente en qué consiste cada una de las modificaciones:

  • Metilación del ADN: consiste en la unión de un grupo metilo a un residuo de citosina en la cadena de nucleótidos del ADN. La metilación modifica la función del ADN cuando se encuentra en el gen promotor y actúa generalmente para reprimir la transcripción génica. Actualmente, es el mecanismo más conocido y ha sido relacionado con la aparición de enfermedades como el cáncer, la distrofia muscular, el lupus y varios defectos de nacimiento.
  • Modificación de las histonas: afecta a diversos procesos de las células tal como la activación/desactivación de la transcripción, del empaquetado del cromosoma y del daño y reparación del ADN. Se ha comprobado que las alteraciones de los patrones de modificación de las histonas están relacionada con enfermedades tales como la diabetes, el cáncer o enfermedades neurodegenerativas, entre otras.
  • Acción de los ARN no codificantes: los ARN no codificantes  son pequeños trozos de ARN que pueden unirse a moléculas específicas de ARN e impedir que las células usen ARN para elaborar una proteína o funcionar de otras maneras. El ARN no codificante puede usarse para bloquear la producción de las proteínas que la célula necesita para crecer. Se encuentra en fase de investigación para el tratamiento de muchos tipos de cáncer.

¿Qué ventajas presentan los biomarcadores epigenéticos frente a otros marcadores genéticos?

Actualmente, los indicadores clínicos consisten en técnicas de imagen y otros biomarcadores con ciertas limitaciones. Por su lado, los biomarcadores epigenéticos han demostrado solventar muchas de estas limitaciones.

Entre ellas, cabe destacar su estabilidad en fluidos (orina, suero, plasma, saliva etc.), en gota de sangre seca, en cultivos celulares o en tejidos congelados.

Otra ventaja de los biomarcadores epigenéticos es que aportan información sobre la historia de una enfermedad, es decir cómo influye la alimentación, estilos de vida o el entorno de los sujetos sobre la expresión de un gen implicado en la homeostasis celular.

¿Qué determinan los  biomarcadores epigenéticos?

Son ampliamente utilizados en genética humana ya que ayudan a vincular una enfermedad hereditaria con el gen responsable.  A grandes rasgos,  tienen varias aplicaciones:

  • Seguir la herencia de un carácter difícil de detectar
  • Elaborar mapas genéticos
  • Estudio de la variabilidad genética
  •  Estudios evolutivos de las enfermedades
  • Diagnóstico de enfermedades

Respuesta de un paciente ante un determinado tratamiento farmacológico

A modo de ejemplo, los biomarcadores epigenéticos mediante biopsia líquida constituyen una herramienta de precisión en el ámbito de la oncología ya que permiten un diagnóstico más rápido y preciso y una mejor selección del tratamiento farmacológico. El Instituto Nacional del Cáncer está trabajando continuamente en esta línea de investigación. Los ensayos clínicos han puesto de manifiesto que factores epigenéticos juegan un papel clave en el desarrollo de los tumores.

Otro ejemplo, sería el papel que han demostrado tener los biomarcadores epigenéticos en el screening de las enfermedades cardiovasculares para la detección de sujetos en fases subclínicas de la enfermedad. Concretamente, mediante un test sanguíneo basado en micro-ARN (miARN) se brinda al profesional clínico una valiosa  información para el abordaje correcto del paciente.

¿Cuál es el futuro de los  biomarcadores epigenéticos?

Todas las investigaciones que se realizan entorno a los biomarcadores epigenéticos apuestan por la implantación de este tipo tecnología en la rutina de los diagnósticos clínicos en cualquier ámbito asistencial, para lograr una medicina cada vez más precisa.

Por otra parte, se está trabajando con los biomarcadores epigenéticos en muchas enfermedades. Por ejemplo, en el parkinson con el fin de proporcionar un diagnóstico temprano cuando los síntomas aún no han aparecido en el paciente y, sobre todo en muchos tipos de cánceres.

En definitiva, se considera la epigenética como el futuro de la prevención, detección y tratamiento de muchas enfermedades debidas a las modificaciones epigenéticas. Esto repercutiría en un alto nivel sobre la mejora de la calidad de los pacientes y el gasto sanitario contribuyendo a la eficiencia de los medicamentos.

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Categorizado en: Salud

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