El sello molecular: La revolución de las microplantillas de ADN

En estos momentos se están abriendo para la medicina expectativas fantásticas: la posibilidad de detectar el sello molecular de las distintas variedades de las enfermedades.

De predecir las reacciones individuales ante los fármacos, de introducir todo un laboratorio de diagnóstico y análisis genético en las consultas de atención primaria, de predecir las predisposiciones a las enfermedades con décadas de antelación, etc.

Todo esto es posible gracias a la fructífera colaboración entre las técnicas modernas de biología molecular y la informática, que se plasma en las microplantillas (también llamadas micromatrices, microarrays o biochips) de ADN (éstas son las más usadas, aunque también pueden ser de ARN o de proteínas). Estos dispositivos permiten realizar simultáneamente muchísimas reacciones bioquímicas en un espacio muy reducido, e interpretar los complejos resultados que se generan por medio de ordenadores.

Básicamente, una microplantilla consiste en una lámina de un material sólido, dividida en muchísimas celdas aisladas (hasta cientos de miles). En cada una de estas celdillas se fijan unas cuantas moléculas biológicas idénticas, de secuencia conocida, y se archiva en la memoria del ordenador el lugar que corresponde a cada secuencia. Se hace reaccionar la muestra biológica que se quiere analizar con la plantilla, y las moléculas de la muestra que tengan afinidad con las presentes en alguna celdilla se unirán a ellas.

Posteriormente se lava la microplantilla para eliminar las que no se han unido. Las moléculas que se han unido se detectan porque previamente se les ha añadido un marcador fluorescente. Un escáner va leyendo celdilla por celdilla y detecta la intensidad y el color de la luz, y un programa de ordenador traduce estos datos a las moléculas concretas que están presentes en la muestra y a su abundancia.

Una microplantilla de ADN puede usarse para diversos fines: por ejemplo, pueden situarse en cada celdilla distintas mutaciones de un gen para detectar qué formas del gen están presentes en la muestra. O pueden situarse muestras de una gran variedad de los genes que aparecen en las células para detectar cuáles de ellos se expresan en un momento determinado o bajo unas condiciones específicas. En este caso se aísla el ARN de la muestra biológica y se obtiene su ADN complementario, y es éste el que se hace reaccionar con la microplantilla.

Este uso ofrece muchas posibilidades diagnósticas y en la investigación. Se puede detectar de este modo qué conjunto de genes se está expresando (traduciéndose a ARN y posteriormente a proteínas, que son las encargadas de realizar la mayoría de las funciones celulares) en cada tejido concreto y también qué genes están activos en las enfermedades (por ejemplo, en los distintos tipos de cáncer, e incluso distinguir por medio de una especie de firma molecular los de peor pronóstico, que requieren por tanto un tratamiento más arriesgado que las formas más benignas).

Los diferentes patrones de expresión pueden también dar pistas sobre las funciones de
genes que no se conocían (por ejemplo, si un gen se expresa siempre conjuntamente con otro de función conocida se puede suponer que participan en la misma vía metabólica). También se pueden estudiar las reacciones del organismo ante la administración de fármacos, viendo qué genes se expresan tras ésta. Recientemente se ha aprobado un biochip que permite clasificar a las personas en función de la velocidad con la que pueden metabolizar determinados fármacos, para ajustar en consecuencia las dosis.

Puede estar cerca el día en que los médicos abandonen el método de diagnóstico tradicional de preguntar al paciente por sus síntomas, palparle o auscultarle. Simplemente extraerán una pequeña muestra de tejido (quizá una pequeña gota de sangre) y la depositaron sobre una microplantilla que contuviera las secuencias de los genes que se expresan en las enfermedades más comunes, y también las mutaciones perniciosas más frecuentes y las marcas moleculares de los microorganismos patógenos. En pocas horas, tendrían un diagnóstico exacto y fiable de las enfermedades.

Caminamos hacia la medicina personalizada. Se están desarrollando biochips específicos de ADN que analizan los polimorfismos de un solo nucleótido (SNPs, por lo que estos dispositivos se llaman snipers). Estos polimorfismos son las pequeñas diferencias en el genoma que hacen que cada individuo sea distinto de todos los demás. Por medio de herramientas informáticas complejas, pueden hacerse mapas de los polimorfismos individuales y correlacionarse con el riesgo de padecer determinadas enfermedades o con la tolerancia ante determinados medicamentos. Todos estos datos pueden estar guardados en el ordenador del médico y cada individuo recibirá una terapia distinta en función de su perfil genético.

También podríamos, por ejemplo, realizarnos en nuestra juventud un análisis de este perfil y conocer el riesgo de contraer determinadas enfermedades, como por ejemplo el cáncer, el Parkinson o el
Alzheimer, a los 60 años o a los 80 años. Si estas probabilidades son altas, podríamos iniciar un programa preventivo con décadas de antelación y evitar probablemente su aparición.

Las desventajas de estas técnicas que extraen tanta información de las personas son el riesgo de que la privacidad sea vulnerada y la ansiedad que pueden sentir los pacientes que sepan que van a estar prácticamente condenados a padecer enfermedades devastadoras en el futuro. Habrá que aprender a sortear estos peligros, porque la revolución del diagnóstico genético está ya en marcha.

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