Herramientas moleculares para el Diagnóstico

Hace poco hablábamos de cómo la aplicación de técnicas de biología molecular en medicina podía ayudar a definir que tratamiento es el más adecuado para cada paciente. No obstante esta no es la única aplicación molecular que puede servir para que la medicina sea cada vez más precisa.
Cuando un médico trata a un paciente el primer paso es evaluar sus síntomas y hacer el diagnóstico. Este paso a veces puede ser trivial. Si te rompes un brazo en la radiografía se ve que el hueso está roto. Además de las fracturas, hay un montón más de lesiones o problemas como tumores, malformaciones que directamente se ven. Los rayos X no son el único método para ver que está pasando dentro del cuerpo. Por ejemplo, la tomografía por emisión de positrones o PET hace uso de la propiedad que tienen las células cancerosas de consumir mucha más glucosa que una célula sana, por lo tanto usando glucosa marcada con radioactividad y un detector se puede determinar si hay alguna parte del cuerpo con una demanda anormalmente elevada de glucosa, que nos indicará un tumor. Un caso similar, pero para huesos, sería las gammagrafias con tecnecio metaestable. Sin necesidad de utilizar radioactividad, la resonancia magnetica nuclear (RMN) nos puede aportar imágenes del interior del organismo aprovechando la propiedad de spin del protón.

Gammagrafia (doi:10.4021/jocmr2010.05.364w)

Otras veces lo que le pasa al paciente no se puede ver, pero la experiencia previa puede servir para indicar que está pasando. Muchas enfermedades tienen asociada una sintomatología inequívoca, una estacionalidad o pueden aparecer en forma de brotes o epidemias. Si estamos en temporada de gripe o de varicela y se presenta alguien con los síntomas típicos, no será necesario recurrir a otro tipo de ensayos para confirmar la presencia del virus. Incluso en caso de duda también hay pruebas sencillas que pueden ayudar a acertar el diagnóstico. Un fuerte dolor al girar el cuello distingue una meningitis de una gripe, un dolor agudo al apretar la zona correcta distingue una apendicitis de un dolor de estómago producido por una mala digestión.
Además los médicos cuentan también con un arsenal de pruebas analíticas para hacer diagnósticos certeros. Con una prueba enzimática muy sencilla se puede medir la actividad de las enzimas transaminasas en plasma sanguíneo. Estos enzimas no se encuentran en el plasma, por lo que en una persona sana esta actividad es residual. Si el análisis detecta alta actividad de esta enzima en sangre nos avisa de daño hepático o cardiaco. No solo la enzimología, también la microscopía puede ayudar. Una presencia anormalmente alta de reticulocitos (glóbulos rojos inmaduros) en la sangre o heces de color apunta a que se rifa una úlcera y tenemos todos los números. Un número alto de glóbulos blancos puede indicar una infección o una leucemia y las pruebas inmunológicas pueden detectar por ejemplo la presencia del VIH o de otras enfermedades víricas. Continuamente se publican nuevas pruebas o indicadores diagnósticos, por ejemplo, un valor anormalmente bajo de colesterol en sangre puede estar indicando algún tipo de tumor líquido.
A pesar de todo este conocimiento acumulado y que los médicos reales son mejores que House, que nunca acierta a la primera, todavía existen muchos casos en los que diferentes factores hacen difícil dar un diagnóstico correcto. Por ejemplo, algunas afecciones mentales o procesos de dolor crónico pueden fingirse con el fin de conseguir una baja laboral o estafar a una compañía de seguros. Otras enfermedades como la fibromialgia tienen unos síntomas bastante etéreos lo que provoca que algunas veces se conviertan en un cajón de sastre donde van a parar pacientes con dolor de origen indeterminado… y que quizás no tengan la misma enfermedad. También está el caso de dos enfermedades, con etiologías muy diferentes, tengan síntomas prácticamente iguales, lo que deja en manos del médico la difícil opción de elegir entre dos tratamientos muy diferentes, a sabiendas de que si no acierta, puede incluso agravar la enfermedad. Un ejemplo es la artritis reumatoide y la osteoartritis. Una enfermedad es autoinmune, mientras que la otra es debida al desgaste de los cartílagos, pero los síntomas son prácticamente idénticos.

Ejemplo de electroforesis 2D para identificar proteinas expresadas diferencialmente

Hoy en día la proteómica y la metabolómica nos permiten ver el contenido total de proteínas o de metabolitos en un determinado momento. Podemos coger muestras de tejido de pacientes en los que tengamos una evidencia directa que tienen una enfermedad o la otra y comparar el patrón de proteínas y de metabolitos con muestras de una persona sana. De esta forma podemos detectar si alguna proteína o metabolito aparece o desparece de forma notable y reproducible entre diferentes muestras, con lo que habremos encontrado un marcador de la enfermedad. Asociar una proteína o metabolito de forma inequívoca con una enfermedad gracias a técnicas de biología molecular permite que luego con un ensayo inmunológico que detecte la proteína o enzimático para el metabolito dar un diagnóstico preciso en casos complicados. En el ejemplo antes mencionado, la aparición de cantidades elevadas de una proteína llamada calprotectina es el indicador de la artritis reumatoide. Actualmente la investigación en el campo de marcadores diagnósticos es intensiva, sobre todo en el caso de marcadores tempranos de cáncer. Curiosamente, a nivel molecular todos los organismos son muy parecidos. Técnicas idénticas a las que acabo de describir, se pueden utilizar para predecir que árboles se adaptaran mejor en repoblación forestal.
Yo por mi parte tengo unos síntomas extraños de difícil diagnóstico. Oigo voces que no parecen provenir de ningún sitio, pero solo me pasa en los supermercados y grandes superficies. A veces siento como si una chica invisible me susurrara al oído: “gran oferta en nuestra sección de charcutería” ¿Qué me pasa doctor?.
PD: Con esta entrada participo en la IV edición del carnaval de biología que hospeda biounalm.