ADN recombinante Y Diabetes Mellitus

Es un tipo de ADN  formado por la unión de dos moléculas  de diferente origen.Se distingue entre el ADN recombinante natural, y el ADN recombinante sintético. El primero es el que se genera de manera biológica dentro de los organismos. El ADN se recombina de manera natural mediante procesos como la reproducción sexual, la transformación bacteriana y la infección viral.

El ejemplo de ADN recombinante que se produce en la naturaleza, es la transferencia de plasmidos desde una bacteria a otra.Los plásmidos suelen contener uno o dos genes que les confieren resistencia a antibióticos y permiten seleccionar clones recombinantes. Los plasmidos tienen la capacidad de transferir genes desde un organismo a otro, (usualmente lo podemos ver en bacterias) y típicamente contienen un marcador genético confiriendo un fenotipo el cual puede ser seleccionado a favor o en contra.  
                         

En la actualidad la insulina que se emplea para uso terapéutico es la sintética DNA recombinante similar a la humana. 

Procesos de ingeniería genética pueden producir insulina humana. La insulina humana se coloca en el ADN de un segundo organismo. El organismo huésped se convierte en una fábrica productora de insulina. Las personas con diabetes no producen o utilizan su proteína insulina correctamente. La insulina de las vacas o los cerdos se ha utilizado desde la década de 1900 para tratar la diabetes. Ahora proteína insulina humana puede ser producida en masa a través de procesos de ingeniería genética.
Posteriormente con el uso de la ingeniería genética ha sido posible sintetizar insulina humana, dando lugar a la insulina semisintética (obtenida a partir de insulina porcina por sustitución en la cadena B del aminoácido alanina por treonina) y a la insulina biosintética (obtenida por biotecnología con ADN recombinante de origen bacteriano o de levadura).

Bibliografía:

Mayo Trujillo, ADN recombinante: Ejemplo de uso de la insulina 2015  https://www.academia.edu/10823987/ADN_Recombinante_Ejemplo_de_uso_de_la_insulina

Insulinotheraphy, Andres Kuzmanic, Rev Med Chile 2009 

http://apps.elsevier.es/watermark/ctl_servlet?_f=10&pident_articulo=90432279&pident_usuario=0&pcontactid=&pident_revista=202&ty=126&accion=L&origen=zonadelectura&web=www.elsevier.es&lan=es&fichero=202v20n05a90432279pdf001.pdf

Manuel E. Sintesis de analogos a la insulina, Scielo Rev Cubana

http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1561-29532006000300005

Cultek S.L.U. Tecnica del ADN recombinante 

http://www.cultek.com/inf/otros/soluciones/DNA-recombinante/Tecnica%20DNA%20recombinante.pdf

Pruebas Moleculares para la Diabetes Mellitus

Una prueba molecular para Diabetes mellitus

Las pruebas moleculares son métodos de laboratorio que permiten identificar alteraciones de proteínas, ciertos metabolitos, cromosomas o ácidos nucleicos relacionados con enfermedades de causa genética. Constituyen técnicas que llegan a revelar las bases moleculares de estas afecciones. 

Los métodos de análisis de mutaciones para el diagnóstico clínico son muy variados y la selección específica de ellos. Como consecuencia, los laboratorios de diagnóstico molecular cuentan actualmente con tests diseñados selectivamente para la diabetes mellitus con base genética, los cuales con gran frecuencia combinan técnicas moleculares (RPC, Southern blot, hibridación con oligonucleótidos mutación-específicos, secuenciación), buscando desarrollar técnicas que sean relativamente simples, confiables, aplicables a escala y de bajo costo.

La prueba mas usual es determinar las variantes genotípicas del SNP -19 del gen de la CAPN 10 y su relación con la diabetes mellitus tipo 2, para esto se le va a necesitar una muestra de sangre, del cual se le extraera el ADN de los linfocitos. 

                                      

Razones de elección de esta prueba:

1) No se necesitan pasos especiales para realizar este examen.

2) Es una prueba que se usa de manera rutinaria en algunos centros de salud o laboratorios 

3) Es especifico para el gen a determinar, en nuestro caso CAPN 10

4) Sus muestras biológicas son de facil acceso como sangre periferica.

5) La obtención de resultados por pcr son casi inmediatos 

Bibliografía:

Silvana Zanlungo M, Marco Arrese J, Attilio Rigotti R. Medicina molecular: Presente y futuro Molecular medicine: Present and future Rev. méd. Chile v.127 n.8 Santiago ago. 1999 http://www.scielo.cl/scielo.php?pid=S0034-98871999000800014&script=sci_arttext

Ministerio de sanidad Publica, Diagnostico de Diabetes Mellitus,, España  http://www.guiasalud.es/egpc/diabetes_tipo1/completa/apartado04/definicion.html

Estela Morales Peralta Pertinence of the lab techniques for the diagnosis of genetic diseases Rev Cubana Pediatr v.80 n.2 Ciudad de la Habana abr.-jun. 2008  http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0034-75312008000200010

Prueba de Tamizaje en Diabetes Mellitus

La glucemia en ayunas es la prueba más sencilla para el tamizaje oportunístico de DM en personas asintomáticas que por algún motivo acuden a un servicio de salud.

Exámenes de glucemia:
Glucosa sanguínea en ayuno. Después de un ayuno de aproximadamente 8 horas. Este examen es utilizado para diagnosticar diabetes o pre-diabetes. Pero no es una prueba 100% confirmatoria de diabetes.
Glucosa sanguínea a cualquier hora del día. Esta prueba junto con una serie de síntomas es utilizada para el diagnóstico de diabetes, pero no de pre-diabetes.
Antecedentes familiares.
Se debe tomar en cuenta los síntomas comunes de la diabetes como son: Poliuria, polifagia y polidipsia
A todos estos exámenes hay que considerar a la hemoglobina glucosilada para poder realizar un diagnostico mas preciso de DM.

Diagnostico confirmatorio:

La prueba de oro para el tamizaje de diabetes en estudios, sigue siendo la medición de la glucemia 2 horas post carga de glucosa (PTOG). Es muy importante tener en cuenta que una prueba de tamizaje solo indica una alta probabilidad de tener DM y debe ser confirmada con una prueba diagnóstica.

                                  


Si en esta prueba, el nivel de glucosa está entre 140 y 199 mg/dl dos horas después de haber bebido el líquido, se tiene una forma de prediabetes llamada Intolerancia a la glucosa, lo que significa que existe el riesgo de desarrollar Diabetes tipo 2

Una glucosa de 200 mg/dl o más después de dos horas de haber tomado la solución glucosada, (y tras la realización de otra PTOG positiva realizada otro día), confirma el diagnóstico de Diabetes.

Webgrafía

- Apuntes Medicos, Diagnotico de diabetes Mellitus y otros problemas metabólicos, 2008, http://apuntesmedicos.net/2008/05/27/diagnostico-de-la-diabetes-mellitus-y-otros-problemas-metabolicos-asociados-a-regulacion-alterada-de-la-glucosa/

- Organizaciñon de Diabetes bienestar y salud 2014, Pruebas para detectar la diabetes, http://www.diabetesbienestarysalud.com/2012/07/pruebas-para-detectar-la-diabetes/

- Brent Weius, Mediplus, examenes y chequeos para diagnostico de Diabetes Mellitus 2014 https://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/patientinstructions/000082.htm

- Imagen extraida de: http://kinexpert.bligoo.com/la-diabetes-mellitus-una-amenaza-cronica-para-la-salud

- Imagen 2 extraida de: http://apuntesmedicos.net/2008/05/27/diagnostico-de-la-diabetes-mellitus-y-otros-problemas-metabolicos-asociados-a-regulacion-alterada-de-la-glucosa/

Epigenética en la Diabetes

Los genes influyen en todos los aspectos de la fisiología humana. La obesidad y la diabetes tipo 2 también son  resultado  de  las  interacciones  entre  la  nutrición y el acervo genético. Se han identificado varias mutaciones que son responsables  de  la diabetes (las diversas formas de MODY, del inglés “Maturity Onset Diabetes of the Young”).

La  diabetes  tipo  2  se  desarrolla  ante  una  respuesta inadecuada de las células β pancreáticas y del tejido adiposo frente  a  un  exceso  crónico  de  sustratos  energéticos,  lo  que se  traduce  en  un  almacenamiento  ectópico  de  grasa,  resistencia a la insulina, concentraciones elevadas de citoquinas inflamatorias y estrés metabólico. Finalmente, conduce a una disminución de la secreción de insulina y a apoptosis de las células β, lo que conlleva una incapacidad para compensar la  resistencia  a  la  insulina.

Diversos  factores  ambientales,  entre  los  que  destaca  la hiperglucemia, contribuyen a la progresión de las complicaciones diabéticas, como por ejemplo la nefropatía, la retinopatía o la microangiopatía. En este sentido, recientes experimentos han revelado una estrecha relación entre los eventos hiperglucémicos (que afectan a la expresión de determinados genes)  y  ciertas  modificaciones  en  la  cromatina.  Un  ejemplo es la asociación entre los cambios químicos de las colas amino-terminales de la histona H3 y la metiltransferasa Set7 especifica  de  lisinas.  Su  expresión  parece  ser  crucial  para mejorar  la  accesibilidad  de  la  cromatina  y  la  transcripción

de  los  genes  de  las  células  β,  y  parece  ser  responsable  de la expresión génica vascular en respuesta a episodios anteriores  de  hiperglucemia,  en  lo  que  se  denomina  “memoria

hiperglucémica”

Entre los factores ambientales que parecen afectar a las marcas  epigenéticas  se  encuentra  la  dieta.  Como  ya  se  ha explicado,  una  nutrición  inadecuada  puede  originar  modificaciones epigenéticas  que  podrían  estar  implicadas  en  un incremento  del  riesgo  a  sufrir  enfermedades  metabólicas.

Pero al mismo tiempo, existe la esperanza de que una nutrición adecuada, con un aporte adecuado de compuestos que ayudan  a  mantener  el  nivel  de  metilación  del  ADN,  pueda ayudar a revertir las marcas epigenéticas de riesgo, o prevenir los cambios de metilación que ocurren con la edad o por

efecto de otros factores ambientales

Referencias:

- Fermín I. Milagro Y. y J. Alfredo Martínez H Epigenética en obesidad y diabetes tipo 2: papel de la nutrición, limitaciones y futuras aplicaciones Rev. chil. endocrinol. diabetes 2013; 6 (3): 108-114 extraído de: http://www.soched.cl/Revista%20Soched/3-2013/4.pdf

- Adán Valladares-Salgado,a Fernando Suárez, Epigenética de la obesidad infantil y de la diabetes, extraido de: http://www.medigraphic.com/pdfs/imss/im-2014/ims141o.pdf

- Imagen extraída de:
https://openi.nlm.nih.gov/detailedresult.php?img=PMC2780862_zdb0120959580001&req=4

Alteraciones de la Traducción en la Diabetes

Un nuevo tipo de ARN hasta ahora desconocido, el ARN largo no codificante, está relacionado con la forma más común de la diabetes, la de tipo 2, permitidonos identificar nuevos genes específicos de células beta y su relación con la diabetes común.

El ARN largo no codificante es una molécula que no se traduce a proteína, como sí lo hacen la mayoría de genes, y se puede encontrar en distintas partes de la célula. Este tipo de ARN, aproximadamente la mitad de sus genes relacionados son específicos de las células pancreáticas y, al menos uno de ellos, regula la expresión de un gen íntimamente relacionado con la diabetes, el denominado GLIS3.

Pero otra investigación reciente reveló que una proteína llamada TXNIP controla la capacidad de las células beta de producir insulina, la hormona que regula los niveles de azúcar en la sangre. Confirmamos que TXNIP impulsa la muerte de las células beta en la diabetes tipo 1 y tipo 2. 

La expresión excesiva del gen TXNIP se ha convertido en una de las fuerzas más destructivas de la diabetes, ya que desata oleadas de moléculas altamente reactivas de radicales libres, que llevan las células beta a la auto-destrucción. Las células beta del páncreas son especialmente susceptibles al estrés oxidativo y más probabilidades de sufrir la muerte celular programada en respuesta a la misma.

Referencias:

MedicalPress, TXNIPX | La proteína que acelera la diabetes, Agosto del 2013, extraído de: http://www.medicalpress.es/txnipx-la-proteina-que-acelera-la-diabetes-en-dos-formas/

Federación Bioquímica de la provincia de Buenos Aires, Vinculan un nuevo tipo de ARN con la diabetes tipo 2, 2013, Cell Metabolism (2012); doi: 10.1016/j.cmet.2012.08.010 extraído de: http://www.faba.org.ar/pInfoBionoticias_03_2013_Detalle.asp?subpagina=nota2 

Alteraciones de la Transcripción en la Diabetes Mellitus

La diabetes de aparición madura en los jóvenes (MODY ). 

Una forma autosómica dominante de la diabetes mellitus de aparición temprana, se caracteriza por la secreción defectuosa de insulina. Esto permite una predicción más precisa de los requisitos de la enfermedad y tratamiento. De manera que ha facilitado una mayor comprensión de los genes y las vías que son cruciales para la función de las células beta normal. Cinco de los seis genes MODY, TCF1 (codificación HNF-1 alfa), TCF2 (que codifica HNF-1 beta) HNF4A, el factor promotor de insulina (IPF), y NeuroD1, son factores de transcripción que actúan en una compleja red de regulación de genes. Se sabe que el principal gen que se expresa en la diabetes mellitus es el HNF4A,  está ubicado en el cromosoma 20. 

Varios genes han demostrado ser regulado por los factores de transcripción MODY en una manera específica de las células beta. Esto incluye la coregulación de HNF-1 alfa y HNF-4alpha uno por el otro. Se desconoce el mecanismo exacto de cómo las mutaciones en estos factores de transcripción dan como resultado la diabetes en los seres humanos. 

Las mutaciones en el HNF1β, el factor promotor de insulina (IPF) 1 y genes NeuroD, se han descrito como causas de MODY, mutaciones raras en el factor de transcripción de peroxisoma activado por proliferativa γ receptor (PPARG) se han descrito como una causa de la diabetes asociada a la resistencia grave a la insulina.

Bibliografía:

ELSEIVER, Advances in Molecular and Cellular Endocrinology, Volume 5, 2006, Pages 1–14

New Transcription Factors and their Role in Diabetes and its TherapyChapter 1 Transcription factor genes in type 2 diabetes extraido de: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1569256606050010

Mitchell SM, Frayling TM. The role of transcription factors in maturity-onset diabetes of the young. Mol Genet Metab. 2002 Sep-Oct;77(1-2):35-43. extraido de http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12359128

Alteraciones de la Replicación en Diabetes Mellitus

La Diabetes Mellitus tipo 2 (DM2), es la forma más común de Diabetes, caracterizada por insulino-resistencia. Varios polimorfismos están asociados con el riesgo de desarrollar esta enfermedad, sumándole los factores ambientales. Un polimorfismo puede consistir en la sustitución de una simple base nitrogenada, dando una variación en la secuencia en un lugar determinado del ADN.

Los polimorfismos de un sólo nucleótido (SNPs en inglés) tienen la posible alteración en el metabolismo de fármacos, entre ellos los hipoglucemiantes. Algunos de estos polimorfismos afectan a las proteínas GLUT, la cual es una proteína transportadora de glucosa importante.

Varios estudios asocian directamente el polimorfismo K121Q (relacionado con la actoenzima nucleótido pirofosfato fosfodiesterasa) con el riesgo de padecer DM2. Durante el estudio de una serie de SNPs en poblaciones europea. De ellas, cinco polimorfismos fueron fuertemente asociados a DM2. 

Se ha reportado un trabajo, en donde analiza la interrelación entre 408 SNPs en 87 genes que están altamente asociados a DM2. Concluyen que hay 14 SNPs en 12 genes asociados en un 65% a DM2. 

Figura: Polimorfismo de un solo Nucleótido (SNP)

Biografía:

Lozano Eduardo; Reza Oscar; Urtiz Norma, Polimorfismos genéticos asociados a la diabetes mellitus tipo 2, Revista Mexicana de Ciencias Farmacéuticas, vol. 41, núm. 4, octubre-diciembre, 2010, pp. 7-17 Asociación Farmacéutica Mexicana, A.C. extraído de: http://www.redalyc.org/pdf/579/57916060002.pdf

Thorne E, Quintanilla A; Diabetes mellitus tipo 2 y resistencia a la insulina. Rev Med Hered  2011; 21; 1-10. Extraido de: http://www.scielo.org.pe/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1018-130X2010000300008

Imagen extraída  de: http://www.inmegen.gob.mx/divulgacion/glosario-de-terminos/polimorfismos/