Aunque la tecnología de los microarrays de DNA está siendo ensayado en numerosas áreas de la medicina, son de destacar sus aplicaciones en el área del cáncer, donde en los últimos 3 años el crecimiento del número de publicaciones científicas que sugieren un papel revolucionario de este tipo de técnicas en la aplicación clínica contra el cáncer ha sido exponencial. Los resultados derivados de la utilización de técnicas como los microarrays de DNA en la lucha contra muchas enfermedades, en particular contra el cáncer, promueven:• El desciframiento de los mecanismos moleculares subyacentes a la enfermedad.
El análisis sistemático de los patrones de expresión génica contribuirá a un mejor conocimiento molecular de muchas enfermedades. Si se sabe con más precisión qué pasa, se tienen más armas para evitarlo o para combatirlo. El estudio de enfermedades de gran complejidad y que implican alteraciones genéticas, como el cáncer, parece adecuado abordarse a partir de una perspectiva global.
• La identificación de nuevos genes marcadores
En el caso particular de nuevos genes marcadores de cáncer, mediante el rastreo masivo de todos los genes que componen el genoma humano, analizando aquellos que muestren una expresión génica diferente entre células normales y tumorales. Determinados tumores pueden actualmente diagnosticarse en una fase temprana de la enfermedad gracias a métodos sencillos y no invasivos como es la detección en el suero sanguíneo de marcadores de cáncer específicos (por ej. el PSA, antígeno específico de próstata, para el cáncer de próstata). A pesar de que el cáncer es una enfermedad compleja y multifactorial, cabe pensar que aun queden por descubrir marcadores específicos que permitan realizar un diagnóstico precoz y certero.
• El descubrimiento de nuevas herramientas diagnósticas y de clasificación de tumores.
Hasta ahora, los tumores se han venido clasificando siguiendo criterios histólogicos; esta categorización, aunque de gran valor, ha mostrado ser insuficiente: tumores que bajo el microscopio presentan el mismo aspecto engloban procesos neoplásicos con distintas manifestaciones clínicas y de respuesta a fármacos. Recientemente varias publicaciones en revistas de prestigio científico como Nature y Science han mostrado cómo la consideración de los datos moleculares aportados mediante el análisis sistemático de la expresión génica utilizando microarrays de DNA ha permitido diferenciar nuevas clases de tumores dentro de grupos ya conocidos, asi como predecir la evolución clínica y la respuesta al tratamiento de determinados casos en los que los métodos tradicionales no alcanzaban a aportar tal información. Alizadeh et al. en “Distinct types of diffuse B-cell lymphoma identified by gene expression profiling” (Nature, 2000), muestran cómo la utilización de un microarray especializado, el “linfochip”, permite distinguir, dentro de los tumores tradicionalmente clasificados como linfomas no-Hodgkin, dos distintos tipos de patología con pronóstico diferente. Golub et al en “Molecular classification of cancer: class discovery and class prediction by gene expression monitoring” (Science, 1999) publican cómo los datos moleculares basados en el comportamiento de un sólo gen no permiten distinguir entre dos tipos distintos de leucemia aguda, pero sin embargo pueden distinguirse de manera sólida cuando la predicción se basa en los niveles de expresión de 50 genes (seleccionados de entre los más de 6.000 representados en los arrays utilizados). El cáncer de mama presenta manifestaciones clínicas muy diversas; Van´t Veer et al., en “Gene expression profiling predicts clinical outcome of breast cancer” (Nature, 2002), utilizando chips de DNA, muestran cómo la aparición de un patrón específico de expresión génica en algunos casos de cáncer de mama se correlaciona con manifestaciones agresivas de esta enfermedad.
Hoy, muchos de los enfermos de un tipo de cáncer reciben un tratamiento que sólo beneficiará a unos pocos, pero todos sufren los efectos secundarios. Con la aplicación clínica de este tipo de técnicas se espera conocer el fármaco mejor para cada paciente y practicar una medicina más personalizada. • La identificación de nuevas dianas terapéuticas.
El conocimiento a priori de los fármacos a los que un particular tipo de cáncer no responde, no sólo evitará al paciente el sufrimiento de unos efectos secundarios innecesarios, si no que permitirá el empleo de tratamientos alternativos sin demora. Sin embargo urgen nuevos fármacos con potencial anticanceroso. La técnica de los microarrays de DNA está contribuyendo a la identificación de nuevas dianas terapéuticas a través de dos vias fundamentalmente: 1) mediante el descubrimiento de nuevos genes como posibles candidatos a dianas terapeúticas y 2) contribuyendo al desciframiento de rutas bioquímicas implicadas en el proceso patológico que permitan rutas alternativas al tratamiento.
• La aceleración del proceso de descubrimiento de fármacos.
Además del papel fundamental de los microarrays de DNA en el descubrimiento y validación de potenciales dianas terapéuticas, la aplicación de esta técnica también está introduciéndose en el proceso de validación de nuevas drogas. Desde la identificación de una putativa diana terapéutica hasta la disponibilidad en el mercado de nuevas drogas, queda por recorrer un proceso lento, difícil y caro. A pesar de los avances tecnológicos en distintas etapas del proceso de descubrimiento de fármacos, lleva varios años convertir una diana molecular en un producto en el mercado, y no siempre se consigue. Hay ya numerosos ejemplos en la literatura que muestran como el empleo de los chips de DNA puede facilitar el estudio de propiedades fundamentales de las nuevas drogas, como su eficacia, su mecanismo de acción o sus efectos tóxicos. Dentro del área de Toxicología, el rápido desarrollo de la Toxicogenómica, disciplina volcada en el entendimiento del efecto que a nivel celular y molecular provocan los compuestos químicos en los seres vivos, es un ejemplo de la importancia adquirida por este tipo de análisis genómicos como complemento a los estudios de toxicología clásica. Una de las primeras señales de una célula ante un insulto tóxico consiste en alteraciones a nivel de mRNA. La comparación del perfil de expresión génica de células tratadas con un potencial nuevo fármaco con el que muestran células tratadas con sustancias tóxicas conocidas puede predecir el comportamiento del nuevo fármaco en cuanto a su toxicidad. Aunque aún está pendiente un conocimiento más profundo de las alteraciones que las toxinas inducen a nivel de expresión génica y la identificación de nuevos y fiables marcadores de toxicidad, el uso de este tipo de ensayos promete revolucionar la manera mediante la cual los compuestos son seleccionados para su ulterior desarrollo en fármacos. Furness en “Analysis of gene and protein expression for drug mode of toxicity” (Opin Drug Discov Devel 2002) revisa algunos ejemplos recientes de la aplicación de la tecnologia de arrays al estudio de la toxicología. De la misma manera, el efecto que los nuevos compuestos producen en células de ensayo puede evaluarse mediante estudios transcripcionales, es decir, analizando qué mRNAs -y en qué cantidad- expresan estas células, y comparándolo con lo que esas mismas células expresan al ser tratadas con compuestos ya caracterizados y de probada eficacia en el tratamiento.
DOPZAO GONZÁLEZ, Ana. “Micro y nanotecnología en medicina: Los chips o microarrays de ADN” [En línea] < http://www.encuentros-multidisciplinares.org/Revistan%C2%BA12/Ana%20Dopazo%20Gonz%C3%A1lez.pdf > [Citado en 16 de abril de 2010]
(Matriz)
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