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Trabajo I Epidemiology Genétic PhD versión XIII
 

Trabajo I Epidemiology Genétic PhD versión XIII

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Este trabajo se ha desarrollado e colaboración con Atalntic international University, del Estado de Florida, USA...

Este trabajo se ha desarrollado e colaboración con Atalntic international University, del Estado de Florida, USA
Se desarrolla de forma explícita interacción entre factores genéticos y ambientales que dan origen a las enfermedades en el ser humano. Sustentándose en marcadores genéticos desarrollados a través de la biología molecular, de complejos algoritmos almacenados en computadoras y de amplias bases de datos, la epidemiología genética se desarrolla notablemente durante los últimos 15 años.

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    Trabajo I Epidemiology Genétic PhD versión XIII Trabajo I Epidemiology Genétic PhD versión XIII Document Transcript

    • IDENTIFICACIÓN DE ESTUDIANTE ID: 16695HPU24412 LUIS ENRIQUE MEDINA MEDINA TITLE: EPIDEMIOLOGY GENETICProgram Degree: PhD in Public Health, whit Major: Epidemiology School of Social and Human Studies Murcia, Spain October, 2011 ATLANTIC INTERNATIONAL UNIVERSITY HONOLULU, HAWAII 2011
    • 3 INDICE GENERALContenido Pág.I. Introducción………………………………………………………………………………....7II. Objetivos…………………………………………………………………………………….9III.- Descripción del Contenido……………………………………………………………...10 3.1.-Introducción a la Epidemiologia de la Genética Humana………………………….10 3.2.- La expansión de la Epidemiología Genética………………………………………..11 3.2.1.-La enfermedad coronaria…………………………………………………………14 3.2.2.-El cáncer de pulmón………………………………………………………………14 3.2.3.-La enfermedad de Alzheimer……………………………………………………..15 3.2.4.-Otros genes………………………………………………………………………..15 3.2.5.-Cáncer de Colon…………………………………………………………………..15 3.3.-Prueba………………………………………………………………………………….16 3.4.-Tratamiento…………………………………………………………………………….16 3.5.-Programa de Detección………………………………………………………………..16 3.6.-La Genética Huma y teoría Mendeliana……………………………………………...17 3.6.1.-El principio de la segregación ……………………………………………………20 3.7.- Base de Datos Bioinformáticos………………………………………………………20 3.7.1.- ¿Qué se busca con la utilización de la Bioinformática?......................................21 3.7.2.- Análisis potenciales en el campo de la biología molecular son diversos como la vida misma………………………………………………………………………...21 3.7.3.-Software para análisis de genotipos y haplotipos…………………………………23 3.7.4.- Variación Genética y su Detección: Exposición de técnicas…………………….23 3.7.5.- Análisis Filogenético……………………………………………………………...25 3.8.- Genoma Funcional…....................................................................................................25 3.8.1.-Visualización y predicción de estructuras Proteicas………………………………26 3.8.2.-Modelamiento Homólogo…………………………………………………………..27 3.8.3.-El ensamblaje de secuencias……………………………………………………….28 3.8.4.-Métodos para detectar la variación genética………………………………………29 A. - RFLP (Restriction Fragment Site Polymorphism)……………………………...29 B. - AFLP (Amplified Fragment Lenght Polymorphism)……………………………30 C.- Polimorfismos Microsatélites y Minisatélites de ADN…………………………...30 D. - RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA…………………………………..303.9. - Polimorfismos de proteínas…………………………………………………………….303.10.-Mutaciones Puntuales………………………………………………………………….313.11.- La Epidemiología Genética: Disciplina Científica en Expansión……………………31 3.11.1.- Los métodos de la epidemiología genética………………………………………...31MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD 3 in Publics Health 3
    • 4 3.11.2.- Epidemiología. Factores de riesgo y factores genéticos…………………………..31 3.11.3.-Método………………………………………………………………………………33 3.11.4.- Factores de riesgo del trastorno respiratorio del sueño………………………......33 3.12.- Estudios de recurrencia familiar…………………………………………………….35 3.12.1.- Estudios en gemelos………………………………………………………………37 3.13.- Estudios sobre la interacción entre el gen y el medio ambiente…………………….39 3.13.1.- Análisis complejo de segregación………………………………………………...40 3.13.2.- Estudios de asociaciones alélicas………………………………………………...423.14.- Análisis de alelos compartidos………………………………………………………..443.15.- Genética y epidemiología: posibilidad de un programa común desde la perspectiva dela historia de la biología………………………………………………………………………453.16.-Lo hereditario como «contagio seminal»………………………………………………473.17.-El determinismo implícito en el concepto de «carácter unidad»……………………...493.18.-La norma de reacción y la confluencia de genética y epidemiología…………………513.19.-Epidemiología, genética y mecanismos patogénicos de la Diabetes Mellitus………..53 3.19.1.-Epidemiología de la Diabetes Mellitus…………………………………………….55 3.19.2.-Prevalencia………………………………………………………………………….55 3.19.3.-Prevalencia en España……………………………………………………..............57 3.19.4.-Incidencia…………………………………………………………………………...57 3.19.5.-Epidemiología de las complicaciones crónicas de la diabetes…………………….58 3.19.6.-Factores de riesgo modificables en la Diabetes Mellitus tipo 2…………………...59 A.-Obesidad………………………………………………………………………….59 B.-Ejercicio Físico…………………………………………………………………..60 C.-Factores Dietéticos……………………………………………………………….60 D.-Inflamación………………………………………………………………………60 E.-Tabaco……………………………………………………………………………61 3.19.7.- Mecanismos Patogénicos de la Diabetes…………………………………………61 A.- Bases Genéticas…………………………………………………………………61 B.-Marcadores Inmunológicos…………………………………………………….62 3.19.8.- Fenómenos metabólicos en la diabetes Diabetes Mellitus tipo 1………………..63 3.20.- Diabetes Mellitus Tipo 2……………………………………………………………...63 3.20.1.- Metabolismo de los Hidratos de Carbono………………………………………..63 3.20.2.-Disfunción de la célula beta pancreática…………………………………………64 3.21.- Perfil genético y Bases Moleculares de la Carcinogénesis Pancreática……………65 3.21.1.- Ideas sobre carcinogénesis………………………………………………………..66 3.21.2.-Lesiones precancerosas del Adenocarcinoma Ductal…………………………….67MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD 4 in Publics Health 4
    • 5 3.21.3.-Señas genéticas de identidad del Adenocarcinoma ductal………………………..67 3.21.4.-Correlación Histogenética de la carcinogénesis pancreática…………………….703.22.- Riesgo Cardiovascular………………………………………………………………..72 3.22.1.-Aportaciones de la Genética en la Identificación y el Manejo de los pacientes con alto riesgo cardiovascular………………………………………………….73 3.22.2.-Cuantificación del Componente Genético de la Cardiopatía isquémica……..74 3.22.3.-Estudios de ligamiento…………………………………………………………75 3.22.4.-Información genética y prevención de la cardiopatía isquémica…………….75 3.22.5.-Retos para el futuro……………………………………………………..76 3.22.6.-Papel de la Genética Molecular en el cáncer infantil………………….79 3.23.- Pruebas de Diagnóstico Molecular en Oncología Pediátrica…………………….80 A.- Southern Blot (SB)……………………………………………………………..80 B.- FISH (hibridación in situ con fluorescencia………………………………….80 C.- RT-PCR (transcripción inversa acoplada a la reacción en cadena de la polimerasa)………………………………………………………………………80 D.- Multiplex RT-PCR……………………………………………………………...80 E.- Técnicas moleculares…………………………………………………………...80 3.23.1.-Neoplasias hematológicas…………………………………………………….81 3.23.2.-Leucemia Linfoblástica Aguda……………………………………………….81 3.23.3.-Leucemia Mieloblástica aguda……………………………………………….83 3.23.4.-Linfomas………………………………………………………………………84 3.23.5.-tumores sólidos………………………………………………………………..84 3.24.-Tumores del Sistema Nervioso Central…………………………………………….88 3.24.1.-Neuroblastoma…………………………………………………………………..89 3.24.2.-Tumor de Wilms………………………………………………………………...90 3.24.3.-Hepatoblastoma………………………………………………………………….92 3.24.4.-Sarcomas de Partes Blandas…………………………………………………….93 3.24.5.-Sarcoma de Ewing/tumor Neuroectodérmico Primitivo………………………..94 3.24.6.-Retinoblastoma…………………………………………………………………..95 3.25.-Predisposición Genética en el Melanoma Cutáneo………………………………...96 3.25.1.-Genes de Predisposición al Melanoma…………………………………………98 3.25.2.-Genes de Baja Penetrancia……………………………………………………..98 3.26.-Revisión ética de estudios epidemiológicos: una necesidad y una propuesta……..101 3.26.1.-Práctica e Investigaciónes Médicas……………………………………………..102 3.26.2.-Objetivos de los Comités en la Revisión de Investigaciones Médicas………….1033.27.- Enfermedades Neurodegenerativas………………………………………………..103 3.27.1.- Genética y la enfermedad de Parkinson: Revisión de actualidades………….104MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD 5 in Publics Health 5
    • 6 3.27.2.- Introducción a la Enfermedad de Parkinson………………………………….104 3.27.3.-Formas Monogénicas de la Enfermedad de Parkinson……………………….107 3.27.4.-Otros genes y loci asociados con la Enfermedad de Parkinson……………….110 3.28.- Tipos de Estudios Epidemiológicos y su Revisión por un Comité: Una necesidad y una propuesta…………………………………………………………………111 3.28.1.-Reclutamiento de Voluntarios…………………………………………………..115 3.28.2.-Composición de un Comité……………………………………………………...116 3.28.3.-Estudios Multicéntricos…………………………………………………………116 3.28.4.-Los comités en España y los estudios epidemiológicos………………………...118IV.- Análisis General……………………………………………………………………….120V.-Actualización…………………………………………………………………………….122 5.1.-La Epidemiología Genética en el Mundo Actual…………………………………..122 5.2.-Perspectivas Futuras de la Genética Molecular en el Cáncer infantil……………122VI.-Conclusiones…………………………………………………………………………...123VII.-Bibliografía……………………………………………………………………………125MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD 6 in Publics Health 6
    • 7 I.-INTRODUCCION La epidemiología genética es una disciplina relativamente muy recienteque se encarga de estudiar la interacción entre factores genéticos yambientales que dan origen a las enfermedades en el ser humano.Sustentándose en marcadores genéticos desarrollados a través de la biologíamolecular, de complejos algoritmos almacenados en computadoras y deamplias bases de datos, la epidemiología genética se desarrolla notablementedurante los últimos 15 años. El presente trabajo describe los objetivos de laepidemiología genética y la metodología, usando ejemplos concretos tomadosde la literatura científica reciente. El paradigma de los “factores ambientales que interactúan con el genomaen el origen de las enfermedades” surge a mediados del siglo XIX, cuando seobservó que algunos individuos eran más resistentes que otros a lasenfermedades infecciosas. Entonces, pasaron casi 100 años antes de que losepidemiólogos interesados en la genética y los genetistas interesados en laepidemiología pudieran desarrollar los primeros métodos analíticos paraidentificar los factores ambientales y genéticos involucrados en los procesospatológicos de muchas enfermedades (Khoury MJ., et. al 1993)46. Si bien ya se habían acuñado con anterioridad expresiones tales como“genética epidemiológica” según Vogel F, et. al 1986)48 y “genética poblacionalclínica” según Morton NE, et al 1978) 49, tal como señalan Morton y Chung2quienes fueron los primeros también en llamar epidemiología genética a ladisciplina que se ocupa de controlar y prevenir las enfermedades. Su medioes la identificación de la función que cumplen los factores genéticos, eninteracción con factores ambientales, en el origen de las enfermedades en losseres humanos (Cohen BH, et al 1980) 50. La prevención puede llevarse a cabo en los niveles primario, secundario yterciario. La prevención primaria se refiere a la prevención de la incidencia dela enfermedad en la población (Gordis L., et al 1996) 51. El ejemplo más conocido de prevención primaria es la inmunización(vacunación) destinada a evitar ciertas enfermedades infecciosas. En elámbito de la epidemiología genética, evitar el factor de riesgo ambiental(ejemplo, el tabaquismo por parte de la madre la que va interactuar con lasusceptibilidad genética a nivel del genotipo A2 del marcador TGF_ TaqI en elfeto conducente a determinado proceso patológico (paladar fisurado) la cualconstituye un ejemplo de prevención primaria (Hwang SJ., et al 1995) 52. La prevención secundaria se refiere a la prevención de las manifestacionesclínicas de una enfermedad mediante la detección temprana de la misma y deMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD 7 in Publics Health 7
    • 8una intervención eficaz en la etapa preclínica, Gordis L., et al 1996 51.Ponemos ejemplos clásicos de prevención secundaria como la detección eintervención tempranas en los casos de hipotiroidismo congénito yfenilcetonuria. La prevención terciaria consiste en reducir a un mínimo los efectos de unaenfermedad al evitar sus complicaciones y el deterioro que causa. Un ejemplode la prevención terciaria de una enfermedad genética constituye la aplicaciónde profilaxis con antibióticos e inmunización en individuos con anemiafalciforme. La actual convergencia de genética y epidemiología en el estudio de lasenfermedades crónicas han señalado que ciertas analogías que se comparanen sus respectivos papeles con los que a finales del siglo XIX ejercieron labacteriología y las teorías miasmáticas de las enfermedades infecciosas. En algunos casos, la analogía se ha extendido incluso al rol causal delgermen y la mutación en las enfermedades infecciosas y crónicasrespectivamente. Un análisis crítico y autocrítico e histórico de la construcción de la teoría delgen en las primeras décadas del presente siglo, revela que esta situación delo hereditario fue una de las dificultades mas difíciles que hubo de superar lagenética en sus inicios para trabajar la actual teoría de la herencia queparece, por lo tanto, incompatible con esos conceptos. Se señalan también algunos conceptos históricos que, aunque obsoletos,todavía se reflejan con una visión determinista del gen. Las mutaciones genéticas son la base de la variación poblacional(Strachan T., et al 1996) 53. Las enfermedades, así como otros rasgosexpresados o manifiestos clínicamente (fenotipos), se relacionan con losfactores genéticos de tres maneras, que no siempre se excluyen mutuamente:La nueva mutación puede ser directamente perjudicial para el individuo.  Esta categoría incluye a los numerosos trastornos transmitidos de manera autonómica dominante a través de un gen como la acondroplasia y el síndrome de Marfán.  La nueva mutación puede ser perjudicial, pero permanece silenciosa a través de las generaciones. Por ejemplo, ciertos errores metabólicos del recién nacido, como la fibrosis quística, solo se hacen evidentes  cuando el individuo hereda dos copias (alelos) del gen mutado, es decir, una de cada progenitor.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD 8 in Publics Health 8
    • 9  La mutación puede ser perjudicial solo cuando interactúa con otros factores genéticos o ambientales (1). Por ejemplo, los individuos que poseen ambos alelos mutados para lafenilcetonuria o el hipotiroidismo congénito solo padecen dichasenfermedades cuando se exponen a las altas concentraciones de fenalaninao a concentraciones reducidas de la hormona tiroidea, respectivamente esposible contrastar los objetivos de la epidemiología genética con los de laepidemiología “tradicional” y de la genética poblacional. Éste consiste en que la epidemiología “tradicional” estudia la relación entreel ambiente y la incidencia de determinada enfermedad, aun reconociendo laimportancia del huésped y su constitución genética. En cambio la genéticapoblacional, se ocupa de predecir las consecuencias que entrañan laestructura de la población y los fenómenos de selección y mutación para losfenotipos constitucionales y las enfermedades. Finalmente, la epidemiologíagenética estudia la manera en que los factores de riesgo presentes en elmedio ambiente interactúan con la constitución genética de unapoblación determinada. Es posible contrastar los objetivos de la epidemiología genética con los dela epidemiología “tradicional” y de la genética poblacional.II.-OBJETIVOS  Presentar los conceptos Básicos de la Epidemiología Genética  Conocer los métodos estadísticos desarrollados para analizar el tipo de datos Que generan dichos estudios.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD 9 in Publics Health 9
    • 10  Ofrecer una visión amplia y actualizada de los principales métodos aplicados en la epidemiología genética.  Exponer la epidemiología de las patologías más importantes y su relación con el genoma  En consecuencia el objetivo final del presente curso es que los participantes sean capaces de discernir los conceptos claves de la investigación genética actual de la misma forma servir como punto de encuentro entre el intercambio de investigadores de la Universidad de Salamanca España y los profesionales de diversos ámbitos de la materia entre ellos médicos, farmacéuticos, biólogos, fisiólogos, etc.  Desarrollo de la introducción a la tecnología de la Bioinformática como medio para el desarrollo de programas que permitan la visualización de estructuras protéicas y también del ensamblajes de secuencia y la recuperación se secuenciasIII.- DESCRIPCIÓN DEL CONTENIDO 3.1.-Introducción a la Epidemiologia de la Genética Humana I. Introducción a la Genética: La Herencia, perspectiva histórica Durante gran parte de la historia de la humanidad las personasdesconocían los detalles científicos de la concepción y de como trabajaba laherencia. Por cierto los niños eran concebidos y que por cierto se veía queexistía una semejanza entre padres e hijos, pero los mecanismos no eranconocidos. Los filósofos griegos tenían varias ideas: Teofrasto por ejemplo(371-287 a.C.) comprendía la diferencia entre las flores masculinas yfemeninas, decía que "los machos debían ser llevados a las hembras" dadoque los machos "hacían madurar y persistir" a las flores hembras; Hipócrates(460?- 377? a.C.) especuló, que las "semillas" se producían en diferentespartes del cuerpo y se transmitían a los hijos al momento de la concepción, yAristóteles pensó que el semen masculino y el semen femenino (así sellamaba al flujo menstrual) se mezclaban en la concepción, algunos pensabanque ni siquiera este tipo de mezclas eran necesarias, las formas "simples"(gusano, moscas...) nacían por generación espontánea. Durante los 1700s, Anton van Leeuwenhoek (1632-1723, para los noholandeses lii-uen-huuk seria una pronunciación bastante aceptable; susaportes y los de otros pioneros pueden leerse en una magnífica novelización)descubre "animálculos" en el esperma humano y de otros animales. AlgunosMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD 10 in Publics Health 10
    • 11de los que miraban por los primeros microscopios soñaron ver un "pequeñohombrecito" (homúnculo) dentro de cada espermatozoide. Sostuvieron que laúnica contribución de la hembra para la próxima generación era proveer elambiente para su desarrollo. En oposición la escuela de los ovistas creía queel futuro hombre estaba en el óvulo, y que el espermatozoide solo loestimulaba, creían también que había huevos para hembras y para machos. La pangénesis sostenía la idea que machos y hembras forman "pangenes"en cada órgano. Estos "pangenes" se movían a través de la sangre a losgenitales y luego a los recién nacidos. El concepto, originado en los griegosinfluenció a la biología hasta hace solo unos 100 años. Los términos "sangreazul", "consanguíneo", "hermano de sangre", "mezcla de sangre", "sangregitana" y otros similares surgen de estos conceptos. Francis Galton, un primode Charles Darwin, desechó experimentalmente la pangénesis. Las teoría de la mezcla ("Blending theories") suplantó a la de losespermistas y ovistas durante el siglo XIX. La mezcla de óvulos yespermatozoides daban como resultado la progenie que era una "mezcla"("blend") de las características de los padres. Las células sexuales seconocían colectivamente como gametos. De acuerdo con la teoría de lamezcla, cuando un animal de color negro se cruzaba con uno blanco laprogenie debía ser gris y, a menudo, éste no era el resultado. La teoría de lamezcla obviaba, entre otras, explicar el salto de generación de algunascaracterísticas. Charles Darwin en su teoría de la evolución, se vio forzado a reconocer quela mezcla no era un factor (o al menos no el factor principal) y sugirió que laciencia, en la mitad de los 1800s, no tenía la respuesta correcta al problema. La respuesta vino de un contemporáneo, Gregor Mendel, si bien Darwinnunca conoció el trabajo de Mendel.Resulta útil recordar algunos conceptos previos para comprender losexperimentos de Mendel, aunque este monje no haya tenido conocimiento delos genes o los cromosomas.3.2.-La expansión de la Epidemiología Genética La epidemiología genética es un campo en rápida expansión, pero lasimplicaciones de los resultados de dichos estudios para la salud individual ode la población no están claras. El uso del diagnóstico genético molecular enla actualidad tiene cierta legitimidad en ciertas condiciones monogénicas, perono el valor establecido con respecto a enfermedades complejas comunes. Personalizada la atención médica basada en pruebas de genéticamolecular es también aún sin desarrollar para las enfermedades comunes. Laepidemiología genética puede contribuir a establecer la naturaleza causal deMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD 11 in Publics Health 11
    • 12los factores de riesgo modificables del medio ambiente, el pensamiento de laaplicación de mendeliana métodos de asignación al azar y así contribuir a lasestrategias adecuadas de prevención. Tecnológicos y otros avancespermitirán el potencial de la epidemiología genética para ser revelada en lospróximos años, y el establecimiento de gran población basada en los recursospara tales estudios (biobancos) deben contribuir a este esfuerzo Los avances recientes cubiertos en esta serie han equipado epidemiólogosgenéticos a los métodos de gran alcance para el estudio de la arquitecturagenética de enfermedades complejas, pero aportes directos para la saludpública se han limitado hasta el momento. El enfoque actual es importante en los intentos de utilizar variantesgenéticas para identificar a las personas que están en alto riesgo de laenfermedad, junto con una gestión adecuada de reducir su riesgo.1 El potencial de la farmacogenómica estudios para contribuir a la medicinapersonalizada ha sido ampliamente heralded. Barkowska W. J., Beir V (1990).11,13 Las principales contribuciones a cualquiera cuidado de la salud o la saludpública apenas están comenzando a ser hechos. Más positiva, los resultadosde la asociación. Los estudios de bien caracterizado variantes genéticas funcionales estánsiendo utilizados por los epidemiólogos para fortalecer la causalinferencias acerca de las exposiciones ambientales modificables-aestrategia a veces se denomina mendeliana randomisation (Chakraborty, R, 14et al 1996) que ofrecen un poderoso método para la epidemiologíaobservacional. La continua integración de epidemiología genética en la corriente principalofrece enormes potencial de los dos campos, la adopción de bien planificadoy estadístico adecuado diseño de los estudios será esencial para el progresofuturo. Si la epidemiología genética es hacer sólida contribuciones a lacomprensión de las causas, prevención, y el tratamiento de la enfermedaddentro de las poblaciones, las nuevas formas de pensar y de estudiosadecuadamente diseñados son necesarios. En este artículo se analizan los efectos actuales y potenciales de larevolución genómica en la ciencia de la salud pública y epidemiología de lacorriente principal, especialmente en el contexto de la a gran escala losrecursos de la población (biobancos) que se que se establezca a nivelinternacional. Perfil genómico en la prevención y tratamiento de enfermedades comunesMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD 12 in Publics Health 12
    • 13Desde el lanzamiento del proyecto del genoma humano potencial de aumentode los conocimientos genéticos para mejorar la salud humana ha sido 15-17ampliamente ganada En una imagen impactante de su conferenciaen 1999 Shattuck, Francis Collins, del Instituto Nacional de Investigaciónde EE.UU. del Genoma Humano, que se describe una hipotética consulta en2010 en la que un hombre de 23 años de edad, tiene una alta concentraciónde colesterol determinados durante la investigación y se somete a amplio 38exámen genético. Excoffier L, 1995 En la tabla 1 muestra los genotipos quese identifican y los riesgos relativos de diversas enfermedades con las quepudieran estar asociados. Estos números son muy preocupante: 2,5 y 6 veces el riesgode cardiopatía coronaria cáncer de pulmón y enfermedad, respectivamente. Como era de esperar, en este futuro escenario, tres de las 11 variantes eranficticios nombres de variantes desconocidas de un tipo en la que Collinsha previsto, se identificó en 2010. Pero lo de las ocho variantes que ya seconocían en 1999. Con unas pocas excepciones, más tarde la evidenciasugiere que estas variantes son relacionadas con mucho menor aumento delos riesgos de la enfermedad, en su caso, y no sería de valor dentro de unabatería de rutina de las pruebas genéticas aplicadas durante las consultasmédicas.No sólo tenemos que esperar un poco más para lograr que Collins con lavisión de "una base genética, preventivas individualizadas medicina”. Para elperfil genómico de tener un papel en la salud pública, la tecnología debe serevaluada en los criterios establecidos para los programas de cribado generaly la mayoría de estos criterios de la propuesta de genética deben serevaluados. En este artículo se analizan los efectos actuales y potencialesde la revolución genómica en la ciencia de la salud pública yepidemiología de la corriente principal, especialmente en el contexto de laa gran escala los recursos de la población (biobancos) que seque se establezca a nivel internacional. El Perfil genómico en la prevención y tratamiento de enfermedadescomunes desde el lanzamiento del proyecto del genoma humano un potencialde aumento de los conocimientos genéticos para mejorar la salud humana hasido ampliamente. Schaid DJ, Clark AG et al 1990, 2002 15-17 y en unaimagen impactante de su conferencia 1999 Shattuck, Francis Collins, de losEE.UU. (Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano), que sedescribe una hipotética consulta en 2010que un hombre de 23 años de edad, tiene una alta concentración decolesterol determinados durante la investigación y se somete a 20amplia genética testing. Edwards, A. W. F. (1995).MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD 13 in Publics Health 13
    • 14 La tabla 1 muestra los genotipos que se identifican y los riesgos relativosde diversas enfermedades con las que pudieran estar asociados. Estos números son muy preocupante: 2,5 y 6 veces el riesgode cardiopatía coronaria cáncer de pulmón y enfermedad, respectivamente. Como era de esperar, en este futuro escenario, tres de las 11 variantes eranficticios nombres de variantes desconocidas de un tipo que, Collins previsto,se identificó en 2010. Pero lo de la ocho variantes que ya se conocían en1999. Con unas pocas excepciones, más tarde la evidencia sugiere que estasvariantes son relacionadas con el mucho menor aumento de los riesgos de laenfermedad, en su caso, y no sería de valor dentro de una batería de rutinade las pruebas genéticas aplicadas durante las consultas médicas. No sólo tenemos que esperar un poco más para lograr la visión de "unabase genética, medicina preventivas individualizadas según Collins. Para elperfil genómico de tener un papel en la salud pública, la tecnología debe serevaluada en los criterios establecidos para los programas de cribado general(panel 2), y la mayoría de estos criterios de la propuesta de genética. En basea la genética abordaremos ciertas patologías que resultan importantes almomento de enfocar al aspecto de la etiopatogenia las enfermedades y losgenes que la producen. 3.2.1.-LA ENFERMEDAD CORONARIA El paciente se decía que era un riesgo elevado de enfermedad coronariadebido a las variantes en su proteína transportadora de ésteres de colesterol(CETB) y la apolipoproteína B (apoB) genes. Variantes en el CETP y APOBse dijo para identificar un riesgo relativo de enfermedad coronaria de 2.5,basado en estudios pequeños hasta esa fecha. La variante CETP TaqIBha sido ampliamente investigado, y en un estudio caso-control de 8.145participantes-mucho más grande que los anteriores estudios, el odds ratio(OR) de las arterias coronarias enfermedad asociada con el genotipo B2/B2 39fue de 0,94 (IC 95% 0.83 -1 · 06). Dempster AP, et al 1997 En el mismoestudio, APOB Asn4311Ser y genotipos APOBThr71Ile también investigadodando resultados igualmente impresionante, el OR para la Ser / Ser versusAsn / Asn fue de 1.15 (0.91 -1 · 46) y de Ile / Ile contra Thr / Thr 0.95 (0.82 -1 ·11). 3.2.2.-EL CÁNCER DE PULMÓN Un gran riesgo relativo de seis figuraban en el cuadro Collins por el riesgode cáncer de pulmón en los fumadores de variantes en el gen NAT2, denuevo sobre la base de los estudios pequeños. Un estudio caso control demás de 2000 participantes, la mayoría de los cuales eran o habían sidofumadores, informó un OR de 0.96 (0.79 -1 · 16) comparando lenta frente a 20acetylators. Es rápido bien sabido que los pequeños estudios de asociaciónMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD 14 in Publics Health 14
    • 15genética puede mostrar efecto de gran tamaño que no se replican en las 41, 42grandes estudios. Clayton D, Cordell HJ, et al 2002 Del mismo modo, laasociación entre un polimorfismo genético y la enfermedad ha demostrado sermás fuerte en el primer estudio que en los posteriores research. Lake SL, 432003 3.2.3.-LA ENFERMEDAD DE ALZHEIMER Uno de los genes para los cuales el riesgo de enfermedades complejasparece importante es la asociación del gen APOE con la enfermedad deAlzheimer, aunque un reciente estudio de cohortes deindividuos descubrió que el APOE? 4 actos alelo como un factor de riesgopara la enfermedad de Alzheimer, acelerando el inicio, pero tiene un efecto 44más modesto en la vida susceptibility. En otro estudio, el riesgo relativo de enfermedad de Alzheimer para laspersonas que fueron heterocigotos para el 4 fue de 1.4 (1.0 -2 · 0), y paraaquellos que eran homocigotos se 3.1 (1.6 -5 ° 9) .25 Aunque el gen APOE esuno de los pocos genes para los cuales el riesgo de que el riesgo deenfermedades complejas parece estableció en 1995 el Colegio Americano deGenética Médica y la Sociedad Americana de Genética Humana norecomendó que el gen se utiliza para el diagnóstico de rutina o pruebas depredicción para el Alzheimer la enfermedad, ya que este genotipo noproporcionó la suficiente sensibilidad y especificidad para permitir su usocomo test. 26 3.2.4.-OTROS GENES En cuanto a los otros genes que figuran en la tabla de Collins, rarasmutaciones en estos genes confieren un riesgo muy alto para un pequeñonúmero de familias, pero el riesgo aumentó poco o nada en elpoblación en general. Por ejemplo, el gen de ELAC, que se encuentra en laregión HPC2, está relacionado con el cáncer de próstata en los estudios de lafamilia. Un reciente meta-análisis de común dos polimorfismos en ELAC27informó OR de 1.04 (0.50 -1 · 09) para Leu 217 homocigotos y 1.18 (0.98 -1 · 4142) para Thr5 homocigotos y heterocigotos combinados. El meta-análisistambién mostró que el estudio más grande y más reciente no mostró ningúnefecto asociada con el polimorfismo. 3.2.5.-CÁNCER DE COLON Raras mutaciones en APC están relacionadas con el riesgo de cáncer decolon, pero en el momento de la conferencia de Collins Shattuck, un gran 48riesgo, ha informado de que se asoció con un común variante, E1317Q. Sinembargo, una tarde de casos y controles de cáncer colorrectal no informóMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD 15 in Publics Health 15
    • 16asociación entre esta variante en un análisis comparativo de los casos con el 46cónyuge los controles (OR 0.83, 0.31 -2 · ). Los investigadores concluyeronque E1317Q "no parecen conferir un mayor riesgo de neoplasia colorrectal enla población general de la población. Evaluación genética para E1317Q no seindica”. Lake SL, et al 2003 43Panel 2: Reino Unido, las directrices nacionales del Comité de Selección parala viabilidad de la tramitación, la eficacia y la adecuación del programa de 49cribado, adaptadas para las pruebas genéticas de detección Trastorno  Importante problema de salud  Epidemiología e historia natural adecuadamente entendido y detectar factores de riesgo genéticos  Número limitado de mutaciones en el gen responsable (s) dentro de la población objetivo de responsables de alto porcentaje de riesgo genético  Detectables mutaciones genéticas o polimorfismos con alta penetrancia  Todas las intervenciones primarias costoeficaces de prevención aplicadas en la medida de lo posible 3.3.-PRUEBA  Prueba de cribado genético simple, segura, precisa y validada  Aceptable para la población  La política de acuerdo en un análisis diagnóstico adicional de las personas con resultado positivo y en las opciones disponibles para las personas 3.4.-TRATAMIENTO Tratamiento efectivo o una intervención para los pacientes identificadoscomo de riesgo a través de pruebas genéticas, con la evidencia deltratamiento consecuente desde el principio los resultados de las pruebasgenéticas que conducen a mejores resultados que el tratamiento tardíodespués de iniciado el riesgo se hace evidente por otras razones, tales comoel desarrollo de los síntomas  Acuerdo basado en la evidencia pólizas que cubren los cuales los individuos se les debe ofrecer tratamiento y el tratamiento que se imparte  La gestión clínica de los resultados y condición del paciente optimizado por todos los proveedores de atención de la salud antes de participar en un programa de cribado 3.5.-PROGRAMA DE DETECCIÓNMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD 16 in Publics Health 16
    • 17  La evidencia de alta calidad ensayos controlados aleatorios de que el programa de cribado genético es eficaz en la reducción de la mortalidad o la morbilidad  La evidencia de que el programa completo de detección genética es clínico, social y éticamente aceptable para los profesionales de la salud y el público  Beneficiarse del programa de cribado genético es mayor daño físico y psicológico  El costo de oportunidad del programa de detección económicamente equilibrado en relación con el gasto en atención médica en su conjunto (es decir, el valor por dinero)  Plan de gestión y seguimiento del programa de detección y conjunto de normas de garantía de calidad  Dotación de personal y medios adecuados para la gestión de las pruebas, diagnóstico, tratamiento y programas disponibles antes del inicio del programa de detección  Todas las otras opciones para controlar la afección considerada  Basada en la evidencia de la información, explicando las consecuencias de las pruebas, investigación y tratamiento, a disposición de los posibles participantes para ayudarles a tomar una decisión informada  La presión pública para la ampliación de los criterios de elegibilidad para la prueba de cribado genético esperado 3.6.-LA GENÉTICA HUMA Y TEORÍA MENDELIANA Antes del surgimiento de la epidemiología genética, a partir de 1931,cuando Bernstein presentó una prueba de enlace en los árboles genealógicoshumanos hasta 1955, cuando se ha establecido como el método de elección,el mapa de el hombre era un interés de no más de media docena degenetistas (Morton, 1995). Con el desarrollo de somática métodos célula ®RST mapeo de genes taller en 1973 fue capaz de atraer a 65 participantesDiscurso del Presidente entregó a la Novena Conferencia InternacionalCongreso de Genética Humana, de Río de Janeiro,18 de agosto 1996.Meiosis: división celular que origina 4 células con la mitad de la dotacióncromosómica de la célula original (haploides). Los cromosomas homólogos seseparan y cada célula (gameta) recibe uno de los homólogos del par.Carácter: característica observable y transmitida por los genes, ejemplo: colorde las floresMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD 17 in Publics Health 17
    • 18Fenotipo: propiedades observables del genotipo y en el cual contribuye elmedio ambiente.Cromosomas Homólogos: cromosomas que se aparean durante la meiosis.Poseen igual longitud, posición del centrómero y comparten los mismosgenes.Excepción: cromosomas X e Y que no comparten las característicasanteriores pero sí se consideran homólogos por aparearse en la meiosis.Gen (del griego genos= nacimiento) son segmentos específicos de ADN(cromosoma) responsable de un determinado carácter; son la unidadfuncional de la herencia.El botánico danés Wilhelm Johannsen (1857 - 1927) acuño este nombre, en1909, para nombrar a los elemente de Mendel (también acuñó "fenotipo","genotipo" y "selección").  Alelo: Formas alternativas de un gen en un mismo locus. Por ejemplo 2 posibles alelos en el locus v de la cebada son v y V. El término de alelo ó alelomorfo fue acuñado por William Bateson; literalmente significa "forma alternativa".  Locus: es el lugar específico de un gen en un cromosoma.  Homocigoto: organismo que tiene dos copias o alelos iguales de un gen en los dos homólogos, también llamado raza pura.  Heterocigoto: cuando los dos alelos son diferentes, en este caso el alelo dominante es el que se expresa. Un monje austríaco, Gregor Mendel, desarrolló los principiosfundamentales de que hoy es la moderna ciencia de la genética. Mendeldemostró que las características heredables son llevadas en unidadesdiscretas que se heredan por separado en cada generación. Estas unidadesdiscretas, que Mendel llamó elemente, se conocen como genes.Mendel razonó que un organismo apto para los experimentos genéticosdebería tener:  una serie de características diferentes, fácilmente estudiables y con dos o tres fenotipos diferentes.  la planta debía autofertilizarse y tener una estructura floral que limite los contactos accidentales, de crecimiento rápido y con gran número de descendientes.  Los descendientes de las plantas autofertilizadas debían ser fértiles.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD 18 in Publics Health 18
    • 19 El organismo experimental de Mendel fue la arveja común (Pisum sativum,familia Leguminosae), que tiene una flor que normalmente se autopoliniza. Laparte masculina de la flor se llama antera, produce el polen, que contiene losgametos masculinos. La parte femenina de la flor es el Gineceo, formado porestigma, estilo, y el ovario. El óvulo (gameto femenino) es producido en elovario. El proceso de polinización (la transferencia de polen de la antera alestigma) ocurre, en el caso de la arveja, antes de la apertura de la flor. Delgrano de polen crece un tubo (tubo polínico) que permite al núcleo viajar através del estigma y el estilo, y eventualmente llegar al ovario. Las paredesdel ovario formarán las futuras vainas (fruto: legumbre) y los óvulosfecundados las semillas. Ver ciclo animado de plantas. Muchas flores permiten la polinización cruzada, lo cual puede dificultar losestudios si se desconoce las características de la planta masculina. Dado quelas flores de las arvejas el estigma y las anteras están completamenteencerradas y, a diferencia de la mayoría de las flores no se abren hasta serfecundadas, es decir luego de la autopolinización, la genética de losprogenitores puede ser comprendida más fácilmente. Los embrionesautofecundados de las arvejas desarrollan sin dificultad. Para los entrecruzamientos Mendel abrió el pimpollo antes de lamaduración y retiró las anteras con pinzas evitando la autopolinización. Luegolas polinizó artificialmente, espolvoreando el estigma con polen recogido deotras plantas. Mendel probó las 34 variedades de arvejas disponibles a través de losvendedores de semillas. Mendel buscó caracteres con rasgos bien definidos yalternativos constantes, que constituyeran razas puras. Las arvejas de jardínfueron plantadas y estudiadas durante ocho años a fin de comprobar que elrasgo observado se mantenía constante a lo largo de varias generaciones.Así, Mendel aisló 7 pares de caracteres que eran razas puras: cada carácterestudiado se presentaba en dos variantes, tales como: altura de la planta(alta o baja), superficie de la semilla (lisa o rugosa), forma de la vaina(inflada o contraída), forma de la vaina y otras (ver esquema acontinuación). En sus experimentos Mendel uso unas 28.000 plantas dearvejas.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD 19 in Publics Health 19
    • 20 La contribución de Mendel fue excepcional en razón del enfoquemetodológico utilizado para definir el problema, el uso de variables claramenteentendibles y la aplicación de las matemática (estadística) al resultadoexperimental. Usando plantas de arvejas y el método estadístico, Mendel fuecapaz de demostrar que los caracteres pasan de los padres a los hijos através de la herencia de los genes. 3.6.1.-El principio de la segregación Mendel primero estudió la herencia de la forma de la semilla. Uncruzamiento relacionado a un solo carácter se denomina monohibridación.Mendel cruzó una raza pura de plantas con semillas lisas con una raza purade otra que siempre producía semillas rugosas (60 fertilizaciones en 15plantas). Todas las semillas resultantes resultaron lisas. Al año siguiente, Mendel plantó esas semillas y permitió que las mismas seautofecunden. Recogió 7324 semillas en total: 5474 lisas y 1850 rugosas.Para sistematizar el registro de datos, las generaciones fueron nombradas ynumeradas. La generación parental se denomina como P. Los descendientesde la generación P son la generación F1 (la primera filial). La autofecundaciónde la generación de F1 produce la generación F2 (la segunda filial). 3.7.-Base de Datos Bioinformáticos  Biología Computacional  Aplicación de Técnicas analíticas y cuantitativas para el modelamiento de sistemas biológicos.  La bioinformática comprende los métodos matemáticos, estadísticos y computacionales que pretenden solucionar problemas biológicos usando secuencias de DNA y aminoácidos e información relacionadas. (Fred Tekaia Instituto Pasteur).  La bioinformática es el estudio de la informática biológica desde su almacenamiento en el genoma hasta la obtención de los productosMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD 20 in Publics Health 20
    • 21 génicos en la célula esto involucra la creación y desarrollo de tecnologías informáticas y computacionales para la resolución de problemas de biología molecular.(Estándar Center for Professional Development)  El uso de técnicas computacionales matemáticas y estadísticas para el análisis, interpretación desarrollo y generación de datos biológicosCaracterísticas:  Interdisciplina y colaboración entre grupos  Interoperatividad e interdependencia de datos  Formación de redes 3.7.1.- ¿Qué se busca con la utilización de la Bioinformática?Profundizar en nuestro entendimiento acerca de los organismos vivos y susrelaciones partiendo desde el genoma que les codifican 3.7.2.-ANALISIS POTENCIALES EN ELCAMPO DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR SON DIVERSOS COMO LA VIDA MISMA  Genómica comparativa  Análisis de DNA (ORFs, Contenidos GC, etc.)  Recuperación de Secuencias  Ensamblaje de secuencias  Predicción de estructuras proteicas  Visualización de estructuras proteicas  Microarreglos  PCR  Filogenia  Educación La bioinformática prevee algoritmos, bases de datos interfaces yherramientas estadísticas para resolver nuestras preguntasMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD 21 in Publics Health 21
    • 22 Análisis estadístico de polimorfismos genéticos en estudios Epidemiológicos El análisis de los polimorfismos genéticos permite identificar genes queconfieren susceptibilidad a presentar enfermedades. En este trabajo se presenta la nomenclatura utilizada en la bibliografía deepidemiología genética y una estrategia básica de análisis estadístico deestudios epidemiológicos que incorporan estos marcadores. En primer lugar,se presenta el análisis descriptivo de un único polimorfismo y la evaluacióndel equilibrio Hardy-Weinberg. A continuación se presentan los métodos paraevaluar la asociación con la enfermedad. Para ello se emplean modelos deregresión logística y se estudian los posibles modelos de herencia. Por último,se presentan métodos para el análisis simultáneo de múltiples polimorfismos:estimación de las frecuencias de haplotipos y análisis de asociación con laenfermedad. Los polimorfismos genéticos son variantes del genoma que aparecen pormutaciones en algunos individuos, se transmiten a la descendencia yadquieren cierta frecuencia en la población tras múltiples generaciones. Se haestimado que hay una variante en cada 1.000 pares de bases de los 3.000millones que configuran el genoma humano. Los polimorfismos son la base dela evolución y los que se consolidan, bien pueden ser silentes o proporcionarventajas a los individuos, aunque también pueden contribuir a causarenfermedades (Guttmacher AE, Collins FS, et al 2002) 1. Se conocen muchasenfermedades determinadas genéticamente por mutaciones o variantesdenominadas de «alta penetrancia », ya que los portadores de la variantesuelen manifestar la enfermedad con una alta probabilidad. Estas variantessuelen ser de baja frecuencia en la población general, por ejemplo, lasmutaciones heredadas en el gen supresor de tumores APC determinan laaparición de la poliposis familiar adenomatosa que a menudo degenera encarcinomas en el colon, pero esta entidad no explica más de un 1% del totalde tumores de colon.En la actualidad muchos investigadores centran sus trabajos en identificargenes con polimorfismos que se dan en la población con mayor frecuencia yque influyen en el riesgo de padecer una enfermedad, pero con bajaprobabilidad (son los llamados polimorfismos de «baja penetrancia»). 3.7.3-SOFTWARE PARA ANÁLISIS DE GENOTIPOS Y HAPLOTIPOSMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD 22 in Publics Health 22
    • 23 Los análisis de este trabajo se han realizado con el paquete haplo.StatsLake SL, et al 2003 43 del software de uso libre R. La función haplo em permiteestimar las frecuencias de haplotipos mediante el algoritmo EM. La funciónhaplo.glm permite ajustar modelos de regresión logística empleando lasprobabilidades de cada pareja de haplotipos con incertidumbre como pesosen el modelo. En R hay otros paquetes útiles para análisis de epidemiologíagenética (genetics, hapassoc y gap) y casi todos emplean una adaptación delprograma SNPHAP de Clayton (Clayton D, et al 20049 41. Otros programasútiles de uso libre son Arlequin 46, Haploide 47 y EH 48 y se puede encontrar unlistado exhaustivo de software para análisis genéticos en la UniversidadRockefeller Raquel Iniesta, et al 2005 45. 3.7.4.-Variación Genética y su Detección: Exposición de técnicas La variabilidad genética es una condición necesaria para la evolución. Deforma intuitiva se sabe que a mayor variabilidad genética, mayor cambioevolutivo. Se realizó un experimento en Drosophila serrata en el que seusaron poblaciones puras y mixtas, se vio que la existencia de mayorvariabilidad genética (población mixta) implica mayor tasa evolutiva.Existen dos modelos para definir la estructura de las poblaciones:  Modelo clásico (Muller): el acervo genético de una población consta en prácticamente todos los loci de un alelo salvaje con frecuencia próxima a uno. La evolución ocurre porque a veces surge un alelo beneficioso que desplaza al salvaje por selección natural.  Modelo balanceado (Dobzhansky): el acervo genético de una población consta en todos los loci de un conjunto de alelos en diversas frecuencias. La evolución ocurre por un cambio gradual de las frecuencias y clases de alelos de la población. La mayoría de las poblaciones naturales poseen una elevada variabilidadgenética. Sin embargo, la variabilidad observada en un determinado carácterpuede atribuirse a variabilidad genética o a factores ambientales. En muchoscasos se ha establecido que las diferencias genéticas explicarían la variaciónmorfológica. Existen distintas pruebas para conocer la abundancia de lavariabilidad genética: estudios de consanguinidad, experimentos de selecciónartificial y métodos de genética molecular. La cuantificación de la variabilidad genética en las poblaciones se puederealizar midiendo: variación morfológica, cromosómica o a nivel molecular.  Variación morfológica: Se miden caracteres fenotípicos de los individuos. Está afectada por factores ambientales.  Variación cromosómica: Hasta los años 60 las técnicas solo permitían observar la morfología cromosómica. Posteriormente se desarrollaronMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD 23 in Publics Health 23
    • 24 técnicas como: tinción diferencial, bandeo cromosómico o FISH. Este tipo de información es importante en los mecanismos de especiación.  Variación a nivel molecular: La electroforesis de proteínas ha sido una técnica de gran importancia para cuantificar la variabilidad genética. Algunas de las técnicas son: Técnica Definición Ventajas Inconvenientes No influenciadas Las modificaciones por el ambiente. postraduccionales pueden afectar a la Son variantes Son marcadores movilidad ISOENZIMAS alélicas de un gen codominantes. elctroforética. que codifican proteínas con carga Análisis de muchos No todas las distinta. individuos en poco sustituciones de tiempo. aminoácidos se detectan por electroforesis. Polimorfismos de Las mismas que en Precio. fragmentos de el caso de RFLP restricción. isoenzimas. Solo detecta la quinta parte del Estudio de un polimorfismo. elevado número de loci. Reacción en cadena Cantidad mínima de Conocimiento previo de PCR de polimerasa. DNA molde. la secuencia. Conservación del material biológico. SECUENCIACIÓN Determinación de la Requiere marcaje. secuencia nucleotídica Muy informativa. de un fragmento de Coste elevado. ADN. SNP Polimorfismo de un Marcadores solo nucleótido. codominantes. Distribución por todo el genoma. La variabilidad genética detectada por estas técnicas se describe por lavariación en las frecuencias alélicas. Las frecuencias genotípicas solo sepueden calcular a partir de las alélicas cuando hay equilibrio de Hardy-MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD 24 in Publics Health 24
    • 25Weinberg. Sin embargo, las alélicas siempre se pueden calcular a partir de lasgenotípicas. Se calculan parámetros como la proporción de loci polimórficos (P) opolimorfismo (proporción de loci con más de un alelo) y la Heterocigosismedia (H) (se determina obteniendo primero la frecuencia de individuosheterocigotos en cada locus y sacando luego el promedio de estasfrecuencias con todos los loci). Además existen distintos índices para medirdiversidad genética como el Índice de Shannon y el Índice de fijación. Elanálisis de la varianza molecular (AMOVA) sirve para inferir la estructuragenética de las poblaciones. Otras técnicas utilizadas son: número de sitiossegregantes y la diversidad nucleotídica. 3.7.5.-Análisis Filogenético  Evolución molecular de familias de proteínas  Creación de árboles taxonómicos  Reconstrucción evolutiva de rutas metabólicas 3.8.-GENÓMICA FUNCIONALMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD 25 in Publics Health 25
    • 26 Fuente: C. CARLI CENTRO BIOINFORMÁTICA 3.8.1.-Visualización y Predicción de las Estructuras Protéicas Fuente: Internet CENTRO BIOINFORMÁTICA-COLOMBIAMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD 26 in Publics Health 26
    • 27 3.8.2.-MODELAMIENTO HOMÓLOGO (MODELAMIENTO COMPARATIVO) MÉTODOS AB INITIO. (Fuente: C. CARLI CENTRO BIOINFORMÁTICA) Fuente: Centro Bioinformáticos Pinzón y Estévez- Bretón 2007MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD 27 in Publics Health 27
    • 28 Ensamblaje de Secuencias: Fuente Centro Bioinformática- Colombia 3.8.3.-El ensamblaje de Secuencias La herencia es un proceso conservador pero no en términos absolutos.Ocasionalmente ocurren errores en la replicación? Mutaciones (origen de lavariabilidad). Sin embargo, la variabilidad que se genera en cada generaciónpor mutación solo representa una pequeña parte de la variación genética delas poblaciones. Entonces el origen de la variabilidad genética es larecombinación. Es importante destacar que la reproducción sexual es lafuente de variación más importante. Desde el punto de vista evolutivo existen tres tipos de mutaciones:beneficiosas (individuos favorecidos por selección natural. Selección positiva:equilibrada y direccional), neutrales (no afectan a la eficacia biológica delfenotipo) y deletéreas (individuos que tienden a ser eliminados de lapoblación. Selección purificadora). Solo una parte de las mutaciones seincorporan a la población por selección positiva, las deletéreas también sepueden mantener en individuos heterocigotos. En la población existe unequilibrio de fuerzas selectivas y también un equilibrio entre mutación yselección. Uno de los test utilizados para detectar fuerzas evolutivas es: w= Ka/ KsDonde: Ka=Número de mutaciones sinónimas por posición sinónima.Ks=Número de mutaciones no sinónimas por posición no sinónima.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD 28 in Publics Health 28
    • 29Si w es igual a 1 implica neutralidad, si es menor que 1 selección purificadoray si es mayor que 1 selección positiva. La genómica evolutiva pretende estudiar el impacto de la selección yrecombinación sobre la variabilidad del genoma. Si una mutación tiene lugarsobre un determinado fondo genético, puede aumentar su frecuencia porderiva y también aumenta la frecuencia del haplotipo asociado. A estefenómeno se le denomina desequilibrio gamético. La recombinacióndisminuye el desequilibrio de ligamiento. Además también se dan otrosprocesos como:- Selección de fondo: cuando surgen mutaciones deletéreas en la población,actúa la selección purificadora disminuyendo la variación de la secuencia deDNA. También se reduce por recombinación.- Arrastre selectivo: cuando surge una mutación adaptativa, si se fija, arrastraa las mutaciones neutras implicando pérdida de variabilidad.Algunos ejemplos de polimorfismos genéticos en ambientes heterogéneosson:- Polimorfismo en el color: melanismo en Biston betularia.- Resistencia a pesticidas en insectos: mosquitos. 3.8.4.-Métodos para detectar la variación genética Existen numerosos métodos para detectar la variación genética. Cada unotiene sus alcances y limitaciones y se han desarrollado para diferentes casos.A continuación damos una descripción muy breve de los más importantes:A.-RFLP (Restriction Fragment Site Polymorphism): Mediante cortes de determinadas secuencias del DN con enzimas quereconocen específicamente tales sitios se generan fragmentos cortos y largos(fragmentos de restricción) que hibridan con sondas de ADN construidasespecíficamente para reconocerlos. En la población algunas secuencias deADN contienen sitios particulares de restricción, mientras que en otrashomólogas faltan a causa de la mutación genética. Los individuos quepresentan un sitio de restricción determinado en ambas secuenciashomólogas serán homocigotos y generarán una sola banda electroforética, lacual puede ser larga o corta. Los individuos con un sitio de restricciónpresente en un cromosoma pero no en el homólogo serán heterocigotos ygenerarán dos bandas electroforéticas, una larga y una corta. Debido a queMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD 29 in Publics Health 29
    • 30con los RFLPs podemos diferenciar los individuos homocigotos de losheterocigotos concluimos que estos polimorfismos son codominantes.B.-AFLP (Amplified Fragment Lenght Polymorphism): Estos polimorfismos se detectan con iniciadores de PCR que sonhomólogos a ciertas secuencias de ADN doble hebra, las cuales a su vez sehan unido previamente a fragmentos de restricción genómicos usando laenzima ADN ligasa. Las secuencias unidas se conocen como adaptadores.Los fragmentos de restricción ligados a sus adaptadores producen muchosfragmentos que se amplifican simultáneamente con iniciadores de PCRespecíficos. Al igual que con los RAPDs, los polimorfismos generados sondominantes; es decir, no se diferencian los individuos homocigotos de losheterocigotosC.-Polimorfismos Microsatélites y Minisatélites de ADN: Existen en el ADN numerosas regiones donde se encuentran secuenciasrepetidas de 2 a 9 pb (microsatélites) o de 10 a 60 pb (minisatélites), lascuales se pueden identificar utilizando iniciadores de PCR que hibridansecuencias únicas que flanquean los micro- o los minisatélites. Estospolimorfismos difieren en el número de repeticiones; cada sitio en uncromosoma que contenga repeticiones tiene un número diferente de copiasde las repeticiones en la población. Estos polimorfismos son codominantes,los heterocigotos generan dos bandas electroforéticas y los homocigotos unacuyo tamaño depende del número de secuencias repetidas.D.-RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA): Con este método no se requieren sondas de ADN ni información previaacerca de la secuencia como en los RFLPs. En este método se usa unconjunto de iniciadores de PCR (Reacción en Cadena de la Polimerasa) de 8a 10 pb cuya secuencia es aleatoria. Se generan un conjunto de bandaselectroforéticas que indican la presencia de fragmentos de ADN que sondominantes sobre su ausencia. Es decir, dos secuencias homólogas que sonamplificadas se visualizarán como una sola banda en las electroforesis; si seamplifica una secuencia pero no la homóloga, igualmente, se visualizará unasola banda electroforética (la correspondiente al fragmento amplificado). En elindividuo cuyas secuencias homólogas no amplifiquen a causa de que lamutación hizo perder el sitio de acoplamiento de los iniciadores de lareplicación del ADN, no se generarán bandas electroforéticas. Tenemos,entonces que los individuos heterocigotos no se diferencian en laselectroforesis de los homocigotos y por ello los polimorfismos son dominantes.3.9.-POLIMORFISMOS DE PROTEÍNASMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD 30 in Publics Health 30
    • 31 Frecuentemente muchas enzimas presentas formas alternativas de su estructura primaria causadas por sustituciones aminoacídicas; sin embargo no alteran su acción sobre el mismo sustrato. Tales isoenzimas se pueden identificar por una migración diferencial electroforética, causada por las diferentes cargas netas que tienen las variantes de la estructura primaria. La electroforesis de la figura muestra los polimorfismos de la enzima Frecuentemente muchas enzimas presentas formas alternativas de su estructura primaria causadas por sustituciones aminoacídicas; sin embargo no alteran su acción sobre el mismo sustrato. Tales isoenzimas se pueden identificar por una migración diferencial electroforética, causada por las diferentes cargas netas que tienen las variantes de la estructura primaria. La electroforesis de la figura muestra los polimorfismos de la enzima Figura: Polimorfismo de Proteínas, método Electroforético. Fuente: Centro Bioinformática- Colombia Frecuentemente muchas enzimas presentes forman alternativas de su estructura primarias causadas por sustituciones aminoacídicas, sin embrago no alteran su acción sobre el mismo sustrato. Tales isoenzimas se pueden identificar por una migración diferencial electroforética, causada por las diferentes cargas netas que tienen variantes de la estructura primaria. La electroforesis de la figura muestra los polimorfismos de la enzima. 3.10.-MUTACIONES PUNTUALES Una mutación particular puede ser un evento único o muy escaso en lahistoria de una población, caso en el cual la posibilidad de alterarpermanentemente las frecuencias génicas en la población son muy escasas ydifícilmente tendrán importancia evolutiva. Pero un evento mutacional queocurra repetidamente entre los individuos de la población y entre lasgeneraciones si puede ser una fuente importante de variación genética. MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD 31 in Publics Health 31
    • 30 Tales mutaciones recurrentes alteran la secuencia de ADN sustituyendo unabase nucleotídica por otra. Las sustituciones se clasifican en (1) transiciones,cuando se sustituye una purina por purina (A <--> G) o una pirimidina porpirimidina (C <--> T); (2) transversiones, cuando se sustituye una pirimidina poruna purina o viceversa (T o C <--> G o A). Las transiciones son mucho másfrecuentes que las transversiones, aparentemente porque provocan una menordesorganización del ADN y por ello son menos reconocidas como errores y enconsecuencia conllevan una probabilidad menor de ser corregidas. Lasmutaciones puntuales generan alelos nuevos, pero no todas causanreemplazos aminoacídicos. Las sustituciones nucleotídicas que cambian unaminoácido por otro se denominan mutaciones no sinónimas. En otrasocasiones, la mutación altera la base situada en la tercera posición del codónpero no causa sustitución aminoacídica; en este caso se denominamutaciones sinónimas (silenciosas). En algunos textos, la mutaciónsilenciosa se refiere a aquellas presentes en sitios no codificantes del genoma;pero en estos casos quizás sería mejor llamarlas mutaciones neutras. Otra clase de mutaciones puntuales se refiere a la inserción o a la supresiónde una base nucleotídica en la secuencia del ADN. En este caso cambia lasecuencia de codones que debe ser leída durante la traducción, resultando enun polipéptido completamente diferente, el cual frecuentemente no esfuncional. Tales inserciones y supresiones nucleotídicas se conocen comoindel. Las secuencias de ADN también pueden ser alteradas por recombinaciónintragénica (no confundir con recombinación homóloga) y elementostransposones. Estos últimos elementos son secuencias de ADN que se puedenmover e insertar en cualquiera de muchos lugares en el genoma. Lostransposones pueden incrementar el tamaño total del genoma, pueden alterarla expresión o incrementar la tasa mutacional de los genes donde se insertan,pueden modificar la organización cromosómica y, también, pueden generarpseudogenes. Estos últimos no codifican y por ello no parecen ser afectadospor la selección; en el transcurso de los años acumulan mutaciones y con eltiempo su secuencia diverge mucho de la ancestral. Se calcula que enmamíferos los pseudogenes constituyen alrededor del 20% del contenido totalde ADN. 3.11.-La Epidemiología Genética: Disciplina Científica en Expansión La epidemiología genética es una disciplina relativamente reciente queestudia la interacción entre los factores genéticos y ambientales que dan origena las enfermedades del ser humano, hoy en día valiéndose de marcadoresgenéticos desarrollados a través de la biología molecular, de complejosalgoritmos almacenados en el computador y de amplias bases de datos, es porello que la epidemiología genética se ha desarrollado durante los últimos 10añosMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 30 Publics Health 30
    • 31 3.11.1.-LOS MÉTODOS DE LA EPIDEMIOLOGÍA GENÉTICA Las estrategias de investigación en epidemiología genética son de dos tipos:descriptivas y analíticas. Las descriptivas, tanto en el nivel poblacional comofamiliar, se basan en el estudio del tiempo, el lugar y la persona. Algunas preguntas que ejemplifican nos planteamos en esta estrategia son:A.- ¿Cuál es la prevalencia al nacimiento de acondroplasia en la población y cuál es la tasa de mutación para esta enfermedad?B.- ¿Cuál es la frecuencia de los grupos sanguíneos y de los antígenos de histocompatibilidad en distintas poblaciones?C.-¿Existen diferencias geográficas en la prevalencia de un factor genético determinado? Sin embargo los estudios analíticos, por el contrario, tienen como objetivoidentificar la función de factores genéticos en la historia natural de lasenfermedades, tanto en poblaciones como en familias. Fuente: http://epidemiologiamolecular.com/author/ifernandezcastro/ 3.11.2.-EPIDEMIOLOGÍA. FACTORES DE RIESGO Y FACTORES GENÉTICOS Los estudios epidemiológicos de los trastornos respiratorios del sueño (TRS)con una amplia base poblacional son escasos. A pesar de ello, los datosMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 31 Publics Health 31
    • 32disponibles en la actualidad cifran la presencia de ronquido habitual en el 7,45% (intervalo de confianza del 95 %, 5,75-9,61) de la población infantil. El 10 %de los roncadores habituales presentará en su evolución síndrome de apnea-hipopnea del sueño, si bien en los niños con comorbilidad añadida (obesidad,asma, etc.) o clínica de apnea del sueño la asociación ronquido habitual-apnease incrementa de manera notable. La prevalencia de apnea del sueño según laobservación de padres o tutores de episodios de apnea es del 0,2-4 %. Cuandoel diagnóstico se realiza mediante cuestionarios directos a los padres suprevalencia se incrementa al 4-11 %. Si se realiza por medios objetivos delaboratorio de sueño su prevalencia oscila entre el 1 y el 4 %. Actualmente, laobesidad es un factor importante de riesgo. En obesos, la prevalencia de TRSoscila entre el 4,69 y el 6,6 %, por lo que su cribado en los pacientes obesoscon o sin clínica sugestiva debería ser rutinario. La genética juega unimportante papel y, aunque su cometido está todavía por dilucidar, el 35-40 %de la varianza de los TRS es atribuible a factores genéticos. Su estudio abreuna importante puerta que modificará en un futuro el enfoque médico de losTRS. Los trastornos respiratorios del sueño (TRS) incluyen el ronquido habitual, elsíndrome de resistencia de las vías aéreas superiores (SRVAS), las hipopneasobstructivas, el síndrome de apnea-hipopnea del sueño (SAHS), así como laimplicación nocturna del asma y otras alteraciones respiratorias crónicas. Elronquido es el síntoma clínico más evidente que suelen tener en común. En adultos, los datos epidemiológicos cifran su prevalencia enaproximadamente el 9 % de la población de 30 a 60 años Young T, et al 1993 1.En los niños, estos datos son más controvertidos debido a diversos motivos:  En la mayoría de los estudios epidemiológicos de prevalencia realizados mediante el uso de cuestionarios, se excluyen el SRVAS, la hipoventilación obstructiva así como el síndrome de apnea sin presencia de ronquido.  La ausencia de una definición unitaria de ronquido. En la revisión realizada por nosotros, de 25 estudios epidemiológicos en niños se encuentran hasta 10 definiciones diferentes de ronquido habitual.  Muchas características clínicas del SAHS pediátrico y de los determinantes de su epidemiología son diferentes al SAHS del adulto, por lo que deberían ser evaluadas de manera distinta (Lumeng JC, et al 2008 2. Así, las vías aéreas superiores (VAS) son más resistentes al colapso durante el sueño; tienen conservadas las respuestas de la VAS a la presión subatmosférica y a la hipercapnia durante el sueño, mientras que en los adultos esas respuestas parecen estar disminuidas.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 32 Publics Health 32
    • 33 Los niños tienen un patrón diferente de activación de la VAS y laconservación de estas respuestas puede ser un mecanismo compensatorio dela relativa estrechez de la vía aérea infantil (Marcus CL, et al 2004) 3. La evaluación del tiempo de sueño en niños de 6 a 11 años por medio decuestionarios a padres sobrestima el tiempo total de sueño y la latencia desueño 4. Son necesarios estudios de prevalencia con medidas objetivas. Hay una agregación familiar significativa independiente de las similitudesfamiliares en el peso (Redline S, 1992) 5 y aunque se desconoce el papel de lagenética y de los diferentes factores de riesgo, se estima que el 35-40 % de suvarianza es atribuible a factores genéticos 6. A pesar de estas limitaciones, conocer la prevalencia de los TRS nosorientará a la hora de diseñar estrategias de cribado y diagnóstico precozeficientes que contribuirán, sin duda, a disminuir su morbilidad a medio y largoplazo, y a paliar el reiterado uso de los servicios sanitarios que realizan losniños portadores de TRS no diagnosticados o tratados, que se estima en un 20% de incremento de visitas a centros sanitarios (Tarasiuk A, et al 2007) 7. El objetivo de esta revisión es considerar los datos disponibles en laactualidad sobre la prevalencia de los TRS en la etapa pediátrica así como delos factores de riesgo más importantes identificados en la actualidad. 3.11.3.-MÉTODOS Se ha realizado una búsqueda de referencias publicadas en los últimos 12años mediante el paquete informático Reference Manager versión 12 con laspalabras clave sleep apnea OR sleep respiratory disorders OR snoring, ANDprevalence OR epidemiology, OR genetic OR risk factors. El límite de edad fuelos 18 años. Las mismas palabras con el mismo límite de tiempo seintrodujeron en PubMed. En lenguaje castellano, se realizó una búsqueda delas mismas características en el Índice Médico Español. Se desecharon cartasal editor, editoriales, casos clínicos, presentaciones a congresos y series decasos.Se revisaron y seleccionaron manualmente artículos extraídos del índice de losúltimos 5 años de la revista AMERICAN JOURNAL OF MEDICAL GENETICS. 3.11.4.-Factores de riesgo del trastorno respiratorio del sueño La presencia de un TRS va a estar condicionada por la coexistencia dedeterminados factores de riesgo que hay que valorar dentro del contextoclínico. En la tabla 1 se resumen algunos de los principales factores clínicos deriesgo extraídos de la bibliografía. Se excluye la hipertrofia adenoamigdalar porMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 33 Publics Health 33
    • 34tratarse de la causa etiológica mayoritaria del SAHS pediátrico Redline S, LiAM, et al 1999 8,9. Se debe señalar la importancia de los antecedentes del niño desde lagestación. Así, por ejemplo, la edad gestacional menor de 37 semanas y lapreeclampsia materna se han considerado factores de riesgo, con una oddsratio (OR) del 7,3 % de presencia de TRS cuando estos niños son evaluadosentre los 8-11 años 10.A.-El ronquido como factor de riesgo. El ronquido habitual es un síntoma y,al mismo tiempo, un factor de riesgo de desarrollo de TRS. Los niños conSRVAS roncan y tienen una obstrucción parcial de la VAS que ocasionaepisodios repetitivos de incremento del esfuerzo respiratorio que finaliza enarousal. El patrón del sueño se altera y los síntomas diurnos pueden sersimilares a los de la apnea obstructiva, aunque estos niños no evidencianapneas ni hipopneas o alteraciones del intercambio gaseoso en lapolisomnografía salvo que se realice una capnografía (técnica no habitualactualmente en las unidades de sueño que estudian niños). Su incidencia enniños es desconocida, aunque parece ser más frecuente que el SAHS 11. El ronquido habitual no es sinónimo de presencia de SAHS. El ronquidoprogresa a SAHS sólo en el 10 % de los casos 12. La presencia desintomatología clínica parece condicionar esta evolución. Cuando al ronquidohabitual se asocian síntomas clínicos sugestivos de SAHS, en la mitad de loscasos se confirma este diagnóstico al realizar una PSG 13, de manera que esnecesario valorar el ronquido habitual en el contexto clínico y, en ocasiones,con el apoyo del laboratorio de sueño, ya que la coexistencia de ronquido ydesaturación juega un importante papel en su morbilidad. Así, considerando el diagnóstico de SAHS a partir de un índice apnea-hipopnea (IAH) > 5, seobserva una mayor prevalencia, estadísticamente significativa, de excesivasomnolencia diurna y problemas de aprendizaje con la existencia de un índiceIAH de 5 sin desaturación. La presencia de desaturación del 2 % hace que elIAH necesario para las consecuencias clínicas se reduzca a 2 y cuando seasocia a una desaturación del 3 % se reduce a 1 14.B.-LA OBESIDAD COMO FACTOR DE RIESGO. La obesidad y las alteraciones del sueñoson 2 entidades que tienen una interrelación cada vez más evidente 15-21. EnEspaña, según el estudio en Kid, la prevalencia de obesidad infantil (percentil >97) es del 13,9 % y la combinación sobrepeso (percentil > 85) + obesidad esdel 26,3 % 22. Con datos subjetivos, de un tercio a dos tercios de los niñosobesos tienen TRS. Por otro lado, los estudios basados en datos objetivosmuestran que el 47 % de los niños obesos tiene cuadros de SAHS moderados-graves y el 39 % ligeros 23,24. Los menores de 8 años con TRS tienen incrementado el riesgo de obesidad25. En una revisión de 27 estudios que incluye 5.588 niños, un tercio de losMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 34 Publics Health 34
    • 35menores de 10 años presentaba una asociación significativa obesidad-SAHS, yen mayores de esa edad, dos tercios relacionaron la obesidad con una mayorgravedad del TRS (Benhamou S, et al 2002) 26. En adolescentes obesos, nuestro grupo encontró una relación significativaentre el tamaño amigdalar, el índice de masa corporal (IMC) y la presencia deTRS: un IMC en percentil > 85 tiene una sensibilidad de 87,78 (intervalo deconfianza [IC] del 95 %, 74,4-95,16) y una especificidad de 83,33 (IC del 95 %,69,99-96,67) de presencia de TRS. El valor predictivo positivo del IMC enpercentil > 85 frente a la presencia de TRS es de 88,64 (IC del 95 %, 79,26-98,02) y su valor predictivo negativo de 78,13 (IC del 95 %, 63,81-92,45). Almismo tiempo, la probabilidad diagnóstica pretest de TRS de este IMC es de60,53 (IC del 95 %, 49,54-71,52), el cociente de probabilidad positivo de 5,09(IC del 95 %, 2,48-28,58) y el cociente de probabilidad negativo de 5,48 (IC del95 %, 2,73-19,97). En ese mismo estudio, en niños/as con sobrepeso (percentil IMC > 85) lapresencia de un tamaño amigdalar > 2 según la clasificación de Mallampanti(ocupa al menos el 26-50 % del espacio valorado mediante radiografíaconvencional), tiene un valor predictivo positivo del 82,4 %, un valor predictivonegativo del 78 %, con una sensibilidad del 37,6 % 3.12.-ESTUDIOS DE RECURRENCIA FAMILIAR Un aspecto fundamental de la epidemiología genética es el estudio dela agregación (o recurrencia) de ciertas enfermedades en determinadasfamilias.King MC, et al.54 propusieron tres preguntas que permiten identificar losalcances de los estudios sobre recurrencia familiar:MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 35 Publics Health 35
    • 36  ¿Hay enfermedades que afectan a varios miembros de una misma familia?  ¿Se relaciona dicha agregación familiar con una exposición ambiental común, con una susceptibilidad heredada, o con una herencia cultural de factores de riesgo? De existir, ¿cómo se hereda la susceptibilidad genética? La observación de la prevalencia de cierta enfermedad en familiares de loscasos índice (caso índice es el individuo afectado por medio del cual seincorpora su familia al estudio) de los controles (individuos no afectados)permite determinar la existencia de una agregación familiar. Dicha agregaciónexiste cuando los familiares de los individuos afectados corren un mayor riesgode padecer la enfermedad que los familiares de individuos no afectados. Este método es eficiente y poco costoso, pero una de sus limitaciones esque la información sobre las características de los familiares de los casos ycontroles puede dar lugar a sesgos. Por ejemplo, si el investigador sabe de lapresencia de la enfermedad en la familia del participante, existe la posibilidadde un sobre diagnóstico. La capacidad de recordación de los familiares y su conocimiento de lascaracterísticas del trastorno también pueden ser mayores cuando existe unpariente afectado. Esta diferencia pone de manifiesto una limitación de losestudios de familiares de casos y controles, especialmente cuando se estudiantrastornos que aparecen en edad avanzada: Los familiares de los casos jóvenes tienden a ser más jóvenes que los de loscontroles. Otros métodos, como los análisis de cohortes, las regresiones y lasecuaciones de estimación generalizables, permiten ampliar los cálculos parareferirlos a situaciones más complejas. Es importante destacar que unaelevada agregación familiar no prueba la existencia de un mecanismo genéticoen el origen de la enfermedad, así como una baja recurrencia tampoco excluyela posibilidad de que dicho mecanismo exista. En tanto que la comparación de los familiares de los casos y controles puedeconsiderarse una técnica “epidemiológica”, es factible también identificar lapresencia de agregación familiar a través de métodos de “genética estadística”. En este caso, el grado de agregación de una enfermedad en una familia seexpresa como R, definido como el cociente entre el riesgo de padecer laenfermedad entre los parientes de los casos y la prevalencia de dichaenfermedad en la población en general. Esta técnica requiere el cálculo paracada uno de los grados de parentesco.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 36 Publics Health 36
    • 37 El cuadro 3 muestra los resultados del trabajo de Slater y Cowie (Hixson JE.,et al 1991)74, quienes recopilaron los datos de los primeros estudios familiarespublicados sobre esquizofrenia. Como puede apreciarse, cuanto más alejadoes el grado de parentesco, se aproxima más a 1. Es importante destacar quedicha relación no es suficiente para atribuir a la esquizofrenia un origenpuramente genético. En el caso de enfermedades de herencia multifactorial, en la covarianza ocorrelación entre parientes sanguíneos se distinguen dos componentes: elatribuible a diferencias genéticas y el originado por diferencias en exposicionesambientales. Para fenotipos discretos (afectado frente a no afectado), elmodelo estadístico se basa en la premisa de que existe una predisposicióncontinua (liability, en inglés) de distribución normal, que determina el riesgo depadecer la enfermedad. Según este modelo, cuando se traspasa determinado umbral (threshold, eninglés), se padece la enfermedad. Tanto la susceptibilidad como el umbral pueden ser heredables y laspropiedades matemáticas de la distribución normal permiten predecir elparámetro. El análisis del modelo multifactorial se diseña con el objeto deestimar la correlación de riesgo entre parientes (Wilson PWF et al 1994) 75. Este modelo no distingue lo genético de lo ambiental y la estimación deheredabilidad puede ser sobrevaluada, especialmente cuando existen factoresambientales que influyen de manera importante sobre el riesgo entre parientes. El modelo lineal multifactorial también es aplicable a fenotipos queconstituyen variables continuas, tales como las concentraciones de lípidos oglucosa en sangre, la tensión arterial y los valores hormonales. El análisis decomponentes de la varianza, o, alternativamente, el análisis de trayectos(pathanalysis) también son métodos útiles para el estudio de estos fenotipos. De haber pruebas de agregación familiar y control genético de unaenfermedad, la tercera pregunta que surge es cómo identificar el mecanismogenético involucrado. Para ello se han desarrollado varios métodos en losúltimos 20 años, gracias a las posibilidades que ofrecen las nuevas técnicas debiología molecular, las computadoras y los complejos algoritmos estadísticos. Seguidamente se describen las metodologías más comúnmente empleadas,con ejemplos tomados de estudios publicados recientemente. 3.12.1.-ESTUDIOS EN GEMELOSMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 37 Publics Health 37
    • 38 Clásicamente, el método de estudio en gemelos se ha utilizado para deter-minar si los factores genéticos desempeñan un papel en el origen de ciertaenfermedad. Consiste en comparar la diferencia de concordancia entregemelos idénticos o monocigóticos (MC) y gemelos fraternales o dicigóticos(DC). Los gemelos MC comparten 100% de su material genético, mientras quelos DC comparten, en promedio, 50% de sus genes. Si estudiamos una serie de gemelos y se encuentra que los MC sonconcordantes con mayor frecuencia (por ejemplo, ambos tienen la enfermedad)que los DC, puede concluirse que los factores genéticos están por lo menosparcialmente involucrados en el origen de dicha enfermedad (Howard BV, et al1998) 76. Es importante subrayar, sin embargo, que puede haber diferencias genéticasentre gemelos MC. Estos pueden, por ejemplo, diferir en su repertorio deanticuerpos y receptores de células T, en el número de moléculas de ácidodesoxirribonucleico (ADN) mitocondrial, en mutaciones somáticas en general, yen el patrón de inactivación del cromosoma X en el caso de pares femeninosWilson PW, et al 1999 75. Es bien conocido, además, que los gemelos MC se diferencian de los DCcomo consecuencia de factores ambientales. En estudios de gemelos suele efectuarse uno de dos cálculos de acuerdo almecanismo de selección de los gemelos: De la siguiente manera A.-La tasa de concordancia por pares, que describe la proporción depares de gemelos en los cuales ambos miembros están afectados B.-La tasa de concordancia del caso índice, determinada por laproporción de individuos afectados entre los cogemelos de los que fueronseleccionados como caso índice. Si bien la tasa de concordancia por pares esMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 38 Publics Health 38
    • 39el método más sencillo para determinar si los genes ejercen un efecto endeterminado fenotipo, ella no mide la magnitud de tal efecto. Para ello es preferible usar la tasa de concordancia del caso índice. Losestudios de gemelos están limitados por numerosos factores, especialmentepor aquellos relacionados con la manera en que los participantes fueronseleccionados para el estudio. Por ejemplo, en estudios basados exclusivamente en voluntarios, se haobservado una mayor proporción de gemelos MC, pares de sexo femenino yparticipantes concordantes para el fenotipo en estudio. Dichas diferenciaspueden sesgar el cálculo de la tasa de concordancia, motivo por el cual variospaíses, entre los que se destaca Suecia, han instituido registros de gemelos anivel poblacional. Otra limitación, especialmente en el estudio de aspectos de laconducta, es que los gemelos MC tienden a compartir factores ambientales conmás frecuencia que los DC. 3.13.-ESTUDIOS SOBRE LA INTERACCIÓN ENTRE EL GEN Y EL MEDIO AMBIENTE La existencia de interacciones entre los factores genéticos y los factoresambientales ha sido descrita ampliamente en la última mitad del siglo. Lafenilcetonuria es un ejemplo clásico. Este trastorno metabólico recesivo se manifiesta solo en individuoshomocigóticos para la mutación que han sido expuestos a fenilalanina(aminoácido presente en la leche y otros alimentos). El xeroderma pigmentosum provee otro ejemplo: los individuos que lopadecen aumentan su riesgo de padecer cáncer de piel cuando se exponen arayos ultravioleta. Como consecuencia de los avances del Proyecto delGenoma Humano, el método de casos y controles está utilizándosefrecuentemente para describir las posibles interacciones entre los factoresgenéticos y los ambientales. A pesar de que ambos métodos son estadísticamente potentes yrelativamente sencillos de llevar a cabo, la interpretación de sus resultados noes tan fácil. La existencia de una interacción entre el gen y el medio ambientees, como tal, una asociación estadística, y esta no es necesariamente causal. Sin embargo, es importante recalcar que estos métodos constituyenherramientas útiles en el análisis de interacciones genético-ambientales, ya queidentifican factores que podrían resultar importantes para la prevención deltrastorno en estudio.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 39 Publics Health 39
    • 40 3.13.1.-ANÁLISIS COMPLEJO DE SEGREGACIÓN La técnica de análisis complejo de segregación es útil para determinar sicierto fenotipo (representado por una variable continua o discreta) tiene unpatrón de transmisión mendeliano en un grupo de genealogías1. El algoritmoutilizado provee una estimación probabilística de varios factores genéticos: Lasprobabilidades de transmisión frecuencias genéticas y parámetros depenetrancia, para los modelos mendelianos; heredabilidad, promediosmuestrales y varianzas, para los modelos poligénicos; y ambos tipos deparámetros para lo que se denomina el modelo mixto (Lussier-Cacan S, et al2000) 81. Por ejemplo, (Newman, et al.)19 demostraron que el grado deagregación familiar del cáncer de mama en 1759 familias era consecuente conuna herencia autosómica dominante, como consecuencia de la acción de unalelo infrecuente (0,06%) al que se atribuyen 4% de los casos afectados (pero20% de los pares de madres e hijas afectadas), en un contexto mayor de causamultifactorial. Otros ejemplos de fenotipos estudiados usando esta técnica son el asma y laatopia, la obesidad (Muros M., et al - 1996) 85, las apolipoproteínas plasmáticas(Muros M, y Gómez-Coronado., et al 1996,1999) 85,86, la dislexia (Corella D., etal 2000) 87 y las fisuras labiopalatinas (Peña R, et al 2001) 88. La principallimitación de este método es su sensibilidad frente al mecanismo de selecciónde los individuos. Si la selección está sesgada, como suele suceder cuando los casosprovienen de una clínica, los resultados tienden a ser espurios. Además, losestudios de segregación son largos y costosos. Los métodos ya descritos permiten determinar la importancia relativa de losfactores genéticos en una enfermedad o fenotipo, pero no identifican el factorcausal específico. Para la identificación de genes posiblemente involucrados enMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 40 Publics Health 40
    • 41el origen de las enfermedades se utilizan las técnicas de “clonación posicional”,que incluyen el análisis de asociaciones alélicas y el análisis de ligamiento. Se han descrito otras asociaciones con alelos HLA para diabetes tipo I,artritis reumatoidea, esclerosis múltiple, enfermedad celíaca y lupuseritematoso sistémico (Myers RH, Schaefer EJ, et al 1996) 92. Recientementese describieron asociaciones entre la enzima convertidora de la angiotensina I(ECA) y las enfermedades cardiovasculares, entre el angiotensinógeno (AGT) yla hipertensión, entre la apolipoproteína E (APOE) y la enfermedad deAlzheimer, y entre el gen de la insulina (INS) y la diabetes I. Fuente: Gac Sanit. 1998; 12:182-9. - vol.12 núm. 4 La principal limitación de este método es su sensibilidad frente al mecanismode selección de los individuos. Si la selección está sesgada, como suelesuceder cuando los casos provienen de una clínica, los resultados tienden aser espurios. Además, los estudios de segregación son largos y costosos. Los métodos ya descritos permiten determinar la importancia relativa de losfactores genéticos en una enfermedad o fenotipo, pero no identifican el factorcausal específico. Para la identificación de genes posiblemente involucrados enel origen de las enfermedades se utilizan las técnicas de “clonación posicional”,que incluyen el análisis de asociaciones alélicas y el análisis de ligamientoMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 41 Publics Health 41
    • 42 Fuente: Gac Sanit. 1998; 12:182-9. - vol.12 núm. 4 3.13.2.-ESTUDIOS DE ASOCIACIONES ALÉLICAS El principal objetivo de los estudios de asociación alélica es comparar lafrecuencia de diferentes factores de riesgo en un grupo de individuos afectadospor la enfermedad de interés y en un grupo control (Caldas C, et al 1994) 131 Laevaluación de los factores de riesgo puede incluir exposiciones ambientales ocaracterísticas genéticas. Estas últimas pueden ser tanto productos genéticos,como proteínas o enzimas, o marcadores genéticos basados en secuencias deADN. Estos últimos, denominados fragmentos de restricción de longitud variable(RFLP, por el inglés restriction fragment length polymorphisms), se obtienenusando enzimas de restricción, que cortan el ADN según secuenciasespecíficas. En los últimos años se ha desarrollado otro tipo de marcadorgenético, los llamados microsatélites, que son, en la mayor parte de los casos,más informativos genéticamente que los RFLP tradicionales 8 El análisis estadístico en un estudio de asociación es sencillo y puederesumirse en una tabla de 2 por 2. El aspecto más difícil, como en la mayorMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 42 Publics Health 42
    • 43parte de los estudios de casos y controles, consiste en la selección de loscontroles. Las asociaciones alélicas han ayudado a comprender mejor y a diagnosticarmás precozmente ciertas enfermedades autoinmunitarias. El alelo HLAB27, porejemplo, ocurre en 90% de los pacientes con espondilitis anquilosante, perosolo en 9% de la población en general (Schutte M, et al 1997) 132. Se han descrito otras asociaciones con alelos HLA para diabetes tipo I,artritis reumatoidea, esclerosis múltiple, enfermedad celíaca y lupuseritematoso sistémico (Kern SE, et al 1991) 133. Recientemente se describieronasociaciones entre la enzima convertidora de la angiotensina I (ECA) y lasenfermedades cardiovasculares (Levine AJ, et al) 134, entre el angiotensinógeno(AGT) y la hipertensión (Rotter V, et al 1991) 135, entre la apolipoproteína E(APOE) y la enfermedad de Alzheimer 32, y entre el gen de la insulina (INS) y ladiabetes I (Vogelstein B, 1992) 136. La interpretación de una asociación positiva no es trivial. Las asociacionespueden surgir por tres razones, una de las cuales es completamente artificialSignal A, et al 2000 137.A.- El alelo en cuestión es realmente la causa del fenotipo.B.- El alelo no causa el fenotipo, pero está en desequilibrio de ligamiento conotro alelo que sí lo causa. El desequilibrio de ligamiento ocurre cuando el alelocausante del fenotipo está físicamente cercano (o “ligado”) al alelo en estudio.Suele observarse en poblaciones jóvenes, típicamente aisladas (la poblaciónfinlandesa es un buen ejemplo de un grupo estable en que estudios deasociaciones alélicas suelen arrojar resultados positivos). Fuente: Gac Sanit. 1998; 12:182-9. - vol.12 núm. 4MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 43 Publics Health 43
    • 44C.-Existe una mezcla poblacional. En una población mezclada, cualquierfenotipo común a un grupo étnico resultará en una asociación positiva concualquier alelo que también sea más fuerte en dicho grupo étnico.Lander y Schork 34 presentan un pintoresco ejemplo de asociación debida amezcla poblacional: En los últimos años se han desarrollado técnicas analíticas que no se venafectadas por la estructura de la población de interés 35. Una de ellas es laprueba de desequilibrio de transmisión (PDT) 36. El ejemplo hipotético es unmarcador genético con dos alelos M1 y M2, de manera que las combinacionesposibles son M1M1, M1M2 (o M2M1) y M2M2. Se selecciona un grupo decasos con el fenotipo de interés y se determina el genotipo de estos casos y desus progenitores. Posteriormente se evalúa el número de veces que se ha transmitido el aleloM1 o el alelo M2 a cada caso afectado. Las familias pueden ser tríadas (elindividuo afectado y sus progenitores) o ser más complejas (varios miembrosafectados por familia más sus progenitores). El método es estadísticamente sólido, aun en casos de mezcla poblacional.La hipótesis que pone a prueba la PDT es que el marcador y el fenotipo noestán ligados genéticamente. 3.14.-ANÁLISIS DE ALELOS COMPARTIDOS El método de análisis de ligamiento que se ha descrito es sumamentesensible a errores en los modelos de transmisión hereditaria aplicados paraexplicar el fenotipo en estudio y a variaciones en los valores de frecuenciaalélica poblacionales atribuidos a las familias evaluadas. Por ello, se handesarrollado técnicas analíticas que no requieren la imposición de modelos,basadas en la comparación de alelos compartidos entre parientes. Una deellas, el análisis de pares de hermanos afectados, evalúa cuán frecuentementeuna copia determinada de una región cromosómica es compartidaidénticamente por descendencia (IPD), es decir, porque proviene de unancestro común en la familia. Por ejemplo, dos hermanos pueden compartirIPD ninguna, una, o dos copias de cualquier locus (con una distribuciónesperada de 25%, 50% y 25% respectivamente, de existir segregación dealelos al azar). La prueba estadística compara el promedio de aleloscompartidos IPD con el promedio esperado (50%).Los resultados se presentan en forma de valores P, de LOD scores, o de Zscores (número de desviaciones estándar en que _ excede la expectativa de50%). Por ejemplo, 100 pares de hermanos que comparten 61% de los alelosMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 44 Publics Health 44
    • 45en un sector del genoma corresponde a P = 0,001, a un LOD score de 2,1 y aun Z score de 3,1 (46). Según estos autores se obtiene prueba de ligamiento conel método de pares de hermanos cuando el LOD score es igual a 3,6 o mayor(P ≥ 2,2 10 5). El método de pares de hermanos afectados ha sido empleado con buenosresultados en la ubicación cromosómica de numerosos fenotipos, tales comolos de diabetes tipo I, hipertensión esencial, concentraciones deinmunoglobulina E sérica y densidad ósea en mujeres postmenopáusicas (34).Si bien es más sólido que el análisis de ligamiento, el análisis de pares dehermanos afectados se ve limitado por el elevado número de pares requeridospara llevar a cabo la estadística (en el orden de cientos o miles de pares dehermanos). Fuente: Gac Sanit. 1998; 12:182-9. - vol.12 núm. 43.15.-Genética y epidemiología: posibilidad de un programa común desde la perspectiva de la historia de la biología Construidas históricamente sobre presupuestos teóricos, metodologías yobjetivos diferentes, genética y epidemiología, convergen en la actualidad en elestudio de la distribución de la enfermedad en la población y la formulación deestrategias de intervención para su modificación. Esta convergencia deepidemiología y genética se produce, de forma prioritaria, en el estudio de lasenfermedades crónicas y ante este hecho se ha recordado la confluencia delhigienismo y la bacteriología del siglo XIX en el estudio de las enfermedadesinfecciosas. Aquella convergencia entre el higienismo del XIX y la bacteriología nacientefue y aún es de importancia fundamental para la salud pública. Inicialmente,como resultado de esa convergencia, la epidemiología pasó a ocuparse casi deMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 45 Publics Health 45
    • 46forma exclusiva de las enfermedades infecciosas e incluso desarrolló unametodología basada en gran medida en las técnicas bacteriológicas. Cuando laepidemiología dirigió su atención, de nuevo, al resto de las enfermedades, ni lametodología ni los conceptos teóricos elaborados para el estudioepidemiológico de las enfermedades infecciosas resultaron adecuados. Ladisponibilidad de métodos de cuantificación y computación avanzadospromovieron el uso de la metodología estadística en el análisis de lasenfermedades crónicas y este uso ha configurado la práctica de laepidemiología durante las últimas décadas que vuelve a preguntarse por elpapel de los factores sociales y ambientales en la aparición de la enfermedaden general y no sólo de las enfermedades infecciosas. Dado que la confluencia entre epidemiología y genética se encuentran aúnen la fase de definición de objetivos y metodologías que permitan unaadecuada interacción, es importante entender desde una perspectiva históricalos antecedentes y razones de esa convergencia de objetivos. Con esaintención se han propuesto algunas analogías entre la influencia de la teoría delgermen sobre el higienismo de finales del XIX y la que pudiera ejercer la teoríadel gen sobre la epidemiología actual. El campo en el que se da una confluencia de objetivos más evidente entre laepidemiología y la práctica de la genética y biología molecular quizá sea elestudio del cáncer. Precisamente ha sido en este contexto en el que se haestablecido una primera analogía entre las posiciones actuales de laepidemiología y la genética con las mantenidas en el siglo XIX por la teoríamiasmática de los higienistas y la del contagio específico de la bacteriologíarespectivamente 101, 102. El debate suscitado al establecerse esa analogía se hacentrado en la etiología de la enfermedad: como justificación de cada una delas estrategias, se contraponen el peso de factores ambientales y estilos devida por un lado y el de los factores derivados de la predisposición genética porotro como causa de la enfermedad. En otro caso se ha recurrido a uno de los conceptos centrales desarrolladosen la convergencia de epidemiologia y bacteriología, el de la interaccióntriangular agente-huésped-medio, como marco sobre el que establecer unaanalogía entre germen y gen que no se limita a las circunstancias históricas yen la que se compara la especificidad de la acción patógena de un germen conla patología o la susceptibilidad asociada a un determinado genotipo 3.Paradójicamente, en tal paralelismo no se considera al gen como parte delhuésped, que sería lo más coherente con conceptos fundamentales de labiología, sino que se establece la analogía en base a considerar al gen, o másbien la mutación, como el agente de la enfermedad. La analogía se mantieneen estos términos aún a costa de aceptar cierta ambigüedad en la distinciónentre agente y huésped:MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 46 Publics Health 46
    • 47«En el caso de las mutaciones germinales, la aparición del "agente" conduce asu integración en el huésped y transmisión a las generaciones siguientes...Asíel límite entre agente y huésped se hace borroso cuando se observalongitudinalmente a lo largo de varias generaciones» Gil A, et al 2007 104. La analogía se extiende incluso más allá de las consideraciones etiológicashasta abarcar el control y la prevención mediante la interrupción de latransmisión del agente infeccioso en un caso y genético en otro. El que el debate actual discurra por el problema de la etiología de laenfermedad, como lo hizo en su día el que se dio entre higienismo ybacteriología, refleja la persistencia de una cierta mentalidad deterministaheredada de los orígenes de la ciencia moderna. A ello se añade, como seadmite en algunos de los artículos mencionados (Vandenbroucke JP, Loomis D,1990) 460, la pugna de ambas estrategias por los mismos recursos económicospara su desarrollo, dada la familiaridad de cada una de ellas con el análisis deuno u otro tipo de factores. La centralidad del problema etiológico tiene por tanto un componenteretórico en el debate que no se cifra sólo en una concepción diferente de laetiología de la enfermedad sino en la prioridad de una u otra aproximación alproblema. Un repaso a la construcción histórica de la teoría del gen nos ayudará aanalizar, desde la perspectiva de la historia de la ciencia, esa confluencia deobjetivos y metodologías de la genética y la epidemiología. A la luz de esteanálisis, se hace evidente que la analogía entre gen y germen resultaincompatible con conceptos fundamentales de la genética actual precisamenteporque la teoría del gen es, en gran medida, la respuesta a una interpretaciónde lo hereditario similar a la que se maneja en esa analogía, que efectivamentetiene sus raíces en la historia de la medicina europea. Fue precisamente la crítica de ese concepto de la herencia lo que dirigió elnacimiento de la actual teoría del gen. El resultado de este análisis históricorevela así la necesidad de descartar cualquier analogía entre gen y germenpara que la convergencia de objetivos de genética y epidemiología seafructífera; y al tiempo permite un cierto optimismo sobre la posibilidad de queambos programas se integren en una estrategia común. 3.16.-LO HEREDITARIO COMO «CONTAGIO SEMINAL» Hasta mediados del XIX el discurso sobre lo hereditario permanececonfinado al ámbito de la medicina 4. Como adjetivo, lo «hereditario»permanece limitado a lo patológico y fuera, o a lo sumo en el margen, deldebate sobre la generación entre preformacionismo y epigénesis en el XVIII. ElMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 47 Publics Health 47
    • 48ejemplo clásico de enfermedad considerada hereditaria, la escrófula, nos indicaque «lo hereditario» era concebido como el resultado de la transmisión de unagente, la sal en el caso de la escrófula, a través del fluido seminal. Inclusocuando el contacto con el agente se produce en el adulto, este puedetransmitirse por vía seminal a la siguiente generación. A esta concepción de lohereditario la llamaremos si se me permite el neologismo «contagio seminal». Con la utilización del sustantivo, que como ha puesto de manifiesto LópezBeltrán, et al 4 no se produce hasta mediados del XIX, se inicia un cambiosignificativo en el concepto asociado al término «herencia». Un ejemplo de estecambio asociado a la introducción del sustantivo nos lo proporciona el siguientepárrafo tomado del Origen de las Especies: «Todo el mundo habrá oído de casos de albinismo "prickly skin", "hairybodies", etc., que aparecen en varios miembros de la misma familia. Si lasextrañas y pocas frecuentes desviaciones en la estructura son verdaderamenteheredadas puede admitirse libremente que las desviaciones menos extrañas ymás comunes sean heredables. Quizá la forma correcta de ver todo esteasunto sería considerar la herencia de cualquier carácter como la regla, y laherencia como la anomalía (la cursiva es mía)». Parece haberse producido una traslación del significado, al menos en el usodel término «herencia», que ahora se propone como la regla para explicar latransmisión de los caracteres ancestrales típicos de la especie. Ahora, laanomalía se explica por la ausencia (la no-herencia) o la degeneración de talproceso. Señalamos que este cambio de concepción no es particular deldarvinismo, su primer uso aparece en la literatura médica francesa de dondedifunde a la literatura médica y biológica del resto de Europa López-Beltrán C,1994 463. Darwin lo usa, en el contexto de su teoría de la evolución, pararesaltar la importancia de las desviaciones menos extrañas y más comunes enla especiación; pero varias décadas antes de la publicación del Origen, ya sehablaba en la literatura médica francesa de «no-herencia» o et al «herenciadegenerativa» para designar la aparición de patologías congénitas familiares.No obstante, y a pesar de este cambio de significado, tanto lo «hereditario»patológico del XVIII como la «herencia degenerativa» o «no-herencia» de laprimera mitad del XIX, se parecen en dos aspectos importantes. En primer lugar, ofrecen una explicación a la transmisión de los caracteres«normales», los del ancentro típico y explican la variación como anomalía deese proceso. En segundo lugar, como en la patogénesis de la escrófula, la «noherencia» o «herencia degenerativa» se produce por la influencia de factoresexternos, contagio en el caso de la escrófula, o hacinamiento, malnutrición,etc., asociados, en el contexto de los cambios sociales de la revoluciónindustrial, con la «herencia degenerativa». Advirtamos que la hipótesis de laherencia de los caracteres adquiridos, aceptada no sólo por Lamarck, apoyaMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 48 Publics Health 48
    • 49esta concepción de la herencia que es modificada por la influencia de agentesexternos. F.B. Churchill 466 ha señalado la importancia de la introducción del conceptode conservación y pureza del plasma germinal, elaborado por la citologíaalemana y definido por Weissman, en el cambio de escenario conceptual quepermitirá concebir transmisión y variación como resultado de un mismoproceso. En el estudio conjunto de transmisión y variación se centrará elanálisis genético y se desarrollará la teoría del gen. No obstante, adaptándoseal nuevo paradigma de la conservación del plasma germinal, perdurará unaconcepción de la enfermedad hereditaria como alteración del proceso normalde transmisión. Tal es el sentido del término «blastophoria»: la transmisión delas alteraciones del plasma germinal a sucesivas generaciones comomecanismo de explicación de la patología hereditaria, Churchill FB, 1988 466. Lasimilitud entre esta concepción y la analogía entre germen y mutación a la quealudíamos antes es evidente Khoury MJ, et al 1988 462. Hagamos pues una recapitulación del discurso médico sobre la herencia enlos siglos XVIII y XIX, es decir antes del desarrollo del análisis genético. Lamedicina del XVIII explicó la patología familiar, lo «hereditario», como contagiode un agente externo (la sal en el caso de la escrófula) transmitido a través delos fluidos seminales. Ya en el XIX serán diversos factores del medio los queexplicarán la «herencia degenerativa» o «no herencia». Y, adaptándose a lanueva hipótesis de Weismann, el concepto de «blastophoria» explica lageneración de lo patológico como alteración del plasma germinal. Lasdiferencias entre esas explicaciones no son triviales ni insignificantes; perotodas ellas, incluida la analogía entre gen y germen, ofrecen una explicación dela «variación» como «anomalía de la herencia». Anomalía que se produce bienpor la intervención de un agente externo (contagio seminal, herencia de loscaracteres adquiridos), o, en la versión más reciente de esta visión de lohereditario, por la intervención de la mutación, agente que pasa a formar partedel huésped en sucesivas generaciones. 3.17.-El determinismo implícito en el concepto de «carácter unidad» En su trabajo de 1865, Mendel seleccionó pares de caracteres opuestos quese segregan de forma independiente. Esta «selección» de los caracteresanalizados, en el contexto de una teoría preformacionista, le permitió equipararlas características o rasgos bajo observación con los anlagen, es decir losórganos o caracteres preformados en las semillas utilizadas para loscruzamientos (Falk R, 1995) 467. Con estos presupuestos pudo interpretar losresultados de la distribución de caracteres en las sucesivas generaciones dehíbridos como reflejo de la distribución de los hipotéticos factoresdeterminantes de esos caracteres en los gametos.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 49 Publics Health 49
    • 50 La hipótesis de la pureza y continuidad de las células germinales,establecida por la citología alemana a mediados de los años 1880, casi parececoncebida como explicación de la transmisión de los caracteres (alternativos eindependientes) estudiados por Mendel. En un párrafo que resalta este hecho eintroduce el uso de varios términos que harán fortuna en la genética, Batesondice:«La pureza de las células germinales, y su incapacidad para transmitir amboscaracteres antagónicos, es el hecho central demostrado por el trabajo deMendel. Alcanzamos así la idea de caracteres-unidad que existen en paresantagónicos. A tales caracteres proponemos llamarles alelomorfos, y al zigotoformado por la unión de un par de gametos alelomórficos opuestos lollamaremos heterozigoto. De igual forma, el zigoto formado por la unión degametos con alelomorfos semejantes, puede llamársele homozigoto» (Bateson,1902; citado por Carlson 8 cap. 2, p. 13). Es esta «idea de caracteres-unidad que existen en pares antagónicos» laque prevalece en los estudios del mendelismo inicial: los organismos estáncompuestos de «caracteres-unidad» heredados que segregan de formaindependiente en cada generación. Se reúnen pues en el concepto de«carácter-unidad» de Bateson el «carácter diferenciador» utilizado por Mendelcomo estrategia experimental con el de «elemento formativo» (anlagen) que élasumió estaría presente en los gametos. Gran parte de las interpretacionesdeterministas de la teoría del gen derivan como veremos de esta confusión 7. Por el contrario, la segregación de caracteres independientes y laconservación de la pureza del plasma germinal contrastan con la variacióngradual y continua de las características de especie tal y como lo entiende eldarvinismo original que, recordemos, se apoya en la transmisión hereditaria delos caracteres adquiridos. De hecho hasta 1930 no se conseguirá formular unateoría evolutiva (La Nueva Síntesis) compatible con el mendelismo. Lasposiciones del darvinismo (Galton) y sus sucesores de la escuela biométrica(Weldon y Pearson) se enfrentan por ello a las del mendelismo inicial deBateson y De Vries. La escuela biométrica recurre al análisis estadístico de lasvariaciones continuas, asimilando el concepto biológico de tipo al conceptoestadístico de media. Desde este análisis Galton propone las leyes de«regresión filial» y de la «herencia ancestral» como explicación de la variaciónen la transmisión, apoyándose en la herencia de los caracteres adquiridos. En la resolución del debate entre mendelismo y biometría juega un papelcentral el famoso experimento de Johannsen con «líneas puras» de semillas dePhaseolus. Experimento que merecería la pena ser considerado en detalle encualquier análisis histórico del desarrollo de la genética (ver ref.: 8); pero parano extender nuestro argumento resumiremos las interpretaciones queJohannsen hace de sus resultados. Johannsen explica la variabilidadMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 50 Publics Health 50
    • 51observada en una población mixta como un agregado de las variacionesobservables en cada una de las «líneas puras» dentro de las que es posiblediscernir el efecto «genético» del «ambiental». La variación en el tamaño de lassemillas de una línea pura alrededor de un valor medio depende de uncomponente heredable, que varía con el «genotipo» de esas, líneas, y delconjunto de factores medioambientales, para los que el experimento noestablece un control. El resultado de esa interacción se manifiesta en ladistribución en campana de Gauss de los «fenotipos» en cada generaciónalrededor de un mismo valor medio, que es diferente para cada una de las«líneas puras» establecidas. (El uso que da Johannsen a los términos«genotipo» y «fenotipo» no coincide exactamente con el que les de la genéticaactual. 3.18.-La norma de reacción y la confluencia de genética y epidemiología Las observaciones experimentales del grupo de Morgan, interpretadasdesde una teoría que resulta de la confluencia de las hipótesis factorial ycromosómica revelan una relación múltiple entre genes y caracteres: un mismocarácter es modificado por varios genes y a la vez un gen afecta a diversoscaracteres (ver Darden 471, p. 184) La identidad entre gen y carácter, implícitaen el concepto de carácter-unidad del mendelismo inicial, se limitará al uso deladjetivo «referable» en el texto de «La Teoría del Gen» de Morgan. En elproceso de esta nueva articulación conceptual, desde 1910 a 1925, sedesarrollaron las herramientas del análisis genético. La obtención demutaciones (en el nuevo sentido dado al término por Müller) que afectan a unadeterminada función o estructura se convierte en una de las herramientas máspoderosas de la biología experimental para estudiar los procesos fisiológicosde los organismos vivos. Pero esta capacidad de disección de los procesosbiológicos que proporciona el análisis genético no justifica la interpretacióndeterminista de sus resultados. El análisis genético clásico, ha recordadorecientemente, Waters 473, no relaciona fenotipos y genotipos mediante laespecificación de los mecanismos de participación de un gen en el desarrollodel organismo; simplemente establece que las diferencias fenotípicas (elcarácter), en un contexto genético y ambiental determinado, se relacionan condiferencias genómicas puntuales.Con su transformación en molecular, la genética ha comenzado a estudiar laparticipación de los genes en el metabolismo celular y su contribución aldesarrollo del organismo, haciendo evidente que estos ejercen su influenciasobre el organismo a través de complejas cascadas de acontecimientos en lasque participan otros genes, sus productos y el medio. El análisis molecular, quesí permite establecer una relación biunívoca entre gen y fenotipo cuandoconsideramos este último al nivel más elemental de la secuencia de DNA oproteína (Lewontin RC, 1992) 474, ha puesto de manifiesto la complejidad delcontexto metabólico y ambiental de la acción de los genes y resaltado laMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 51 Publics Health 51
    • 52relación múltiple, y dependiente del contexto genético y ambiental, entre genesy funciones biológicas que señalara Morgan. Incluso durante el desarrolloembrionario, que ocurre en un medio menos variable que el de la vidapostnatal, se produce el suficiente ruido en la información codificada por losgenes para generar un cierto grado de variabilidad fenotípica. La explicación entérminos de la genética molecular de cualquiera de las funciones más simplesde los organismos vivos requiere la participación de múltiples genes que actúanmodulándose entre sí; cada función génica, aislada y definida por el análisisexperimental, interacciona con otras muchas cuando se expresansimultáneamente en el organismo vivo. De ahí la correspondencia multívocaentre fenotipos y genotipos, incluso en un mismo medio (Lewontin RC, 1992) 14. Pero, sin duda, los factores ambientales a los que están expuestos losorganismos vivos introducen un grado de variabilidad aún mayor en susfenotipos. De la necesidad de dar cuenta de esa variabilidad nació el conceptode norma de reacción. Si para un determinado genotipo, correlacionamos lasvariaciones de un parámetro fenotípico (digamos el tamaño) con un parámetroambiental (digamos la temperatura) obtendremos la norma de reacción de esegenotipo. El análisis de la norma de reacción de un genotipo correlaciona lavariabilidad de sus posibles fenotipos respecto a las variables ambientales;constituye así el inverso del análisis genético habitual en el que, fijando lavariable ambiental, se comparan dos genotipos que difieren en un locusdeterminado. Naturalmente, en la práctica, sólo es posible analizar la norma de reacciónparcial de un determinado genotipo; es decir, sólo es posible el análisis de uncarácter determinado (altura, peso) respecto a la variación de uno o variosparámetros ambientales. El análisis de la norma de reacción de un genotipodeterminado pone de manifiesto, directamente, la complejidad e interactividadde la relación entre genes (definidos operacionalmente por el análisis genético)y medio ambiente. Volvamos, por fin, al origen de nuestra reflexión y examinemos el significadode las analogías propuestas entre el debate sobre la causalidad de lasenfermedades infecciosas y el que se pueda dar en la confluencia actual de laepidemiología y la genética. En ellas se sugiere que la genética, al igual que lamicrobiología de entonces, pretende establecer relaciones causales fuertes (enel sentido de condición necesaria y suficiente) entre gen y función. En el otrolado de la confluencia, la epidemiología solo podría establecer relacionescausales en términos de probabilidad o riesgo a partir de los métodos de laestadística. La discusión acerca de la causalidad escapa a la intención de estareflexión pero, dada la recurrencia en las mencionadas analogías del debatesobre la etiología de la enfermedad, es inevitable hacer una breve referencia altema.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 52 Publics Health 52
    • 53 Ciertamente los estudios observacionales, y lo son la mayoría de lasinvestigaciones epidemiológicas15, difícilmente pueden inferir relacionescausales en el sentido de condición necesaria y suficiente, es decir del tipopropuesto por los primeros programas de investigación de la ciencia moderna(Descartes, Galileo). Pero también es cierto que las relaciones causalesestablecidas en los estudios experimentales sólo son válidas en el contextodefinido por las circunstancias controladas del experimento 16. En el caso delanálisis genético, como hemos visto, esta limitación resulta de la propiadefinición operacional del gen que requiere no sólo la eliminación de losfactores ambientales que inciden sobre un organismo, sino además lacomparación de organismos que difieren en un solo locus del genoma. Taleslimitaciones al concepto de casualidad se han venido asumiendo por la cienciamoderna desde la crítica empirista. Tanto la epidemiología, mejor provista deherramientas para los estudios observacionales que lo estaban en el siglo XIXlos partidarios de las teorías miasmáticas, como la biología moderna trabajandentro de ellas. Fuera del restringido ámbito experimental del análisis genético,epidemiología y genética comparten la misma metodología estadística que, sino permite en ningún caso la asignación de relaciones causales en sentidofuerte, bien podría posibilitar la integración de sus respectivos programas deinvestigación; es decir, el estudio simultáneo de los factores ambientales(ecológicos, familiares, sociales) y genéticos que inciden sobre la enfermedad.La epidemiología puede beneficiarse de la utilización del amplio repertorio demarcadores genéticos sin que ello, por cierto, suponga una modificación de suspatrones metodológicos habituales: los estudios epidemiológicos acostumbrana incluir la variable sexo, un marcador genético que, por sus repercusionestanto fisiológicas como sociales, puede resultar relevante en la cuantificaciónde los factores de riesgo.3.19.-EPIDEMIOLOGÍA, GENÉTICA Y MECANISMOS PATOGÉNICOS DE LA DIABETES MELLITUS El impacto de las complicaciones microvasculares y macrovasculares en lamorbilidad, la mortalidad y la calidad de vida convierten a la diabetes mellitusen uno de los principales problemas sociosanitarios del mundo actual. Los cambios en el estilo de vida, con un predominio del sedentarismo y unaelevada ingesta calórica, están modificando la incidencia y la prevalencia de ladiabetes mellitus, independientemente de la localización geográfica. Se estima que en los próximos 2 decenios, la prevalencia de diabetes puedepasar en los países desarrollados del 6-10% actual a superar el 20% enmuchas regiones. Y estas proyecciones afectan específicamente a la diabetesMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 53 Publics Health 53
    • 54tipo 2, que constituye el 90% de todos los casos de diabetes. Los mecanismosetiopatogénicos de la diabetes tipo 2 giran en torno a la combinación de unadisfunción de las células beta del páncreas y el estado de resistencia insulínica. Este defecto de acción de la insulina en los tejidos periféricos y el hígado setraduce en un estado de hiperinsulinismo compensador en las primeras etapasde la enfermedad, pero que con los años va deteriorando la reservapancreática. La consecuencia es una hiperglucemia crónica que, junto con laacumulación de ácidos grasos libres, establecen un ambiente «tóxico» para lacélula beta. Simultáneamente, la obesidad troncular, con el depósito de grasaen los adipocitos y la secreción de adipocitocinas potencian aún más laresistencia a la insulina, lo que acaba haciendo fracasar la función de lascélulas beta. Los cambios en el estilo de vida convierten a la diabetes mellitus (DM) nosólo en un problema sanitario mundial de primera magnitud en el momentoactual Zimmet P, et al 2001280, sino en una auténtica «epidemia del siglo XXI».Las características y consecuencias clínicas y sociosanitarias de la DMprecisan un abordaje multifactorial y multidisciplinario. Por ello, en pocos años, la DM ha pasado de ser una enfermedad restringidaa unos pocos especialistas a integrarse en el quehacer cotidiano de todas lasespecialidades relacionadas con el riesgo cardiovascular. En efecto, las consecuencias más letales de la DM se derivan de lascomplicaciones macrovasculares, sobre todo la cardiopatía isquémica y elaccidente cerebrovascular que, conjuntamente, suponen más del 70% de lamortalidad del paciente diabético Grundy SM, et al 1999 281. Los pacientes diabéticos tienen 2-5 veces más riesgo de presentar unepisodio cardiovascular que los no diabéticos. Además, la mortalidad coronariaes 2 y 5 veces superior en los varones y mujeres diabéticos, respectivamente,en comparación con la población no diabética. No conviene olvidar, además, elimportante impacto añadido de las complicaciones microvasculares, enespecial en cuanto a la calidad de vida Goday A, 2002. 282. En consecuencia, sehace necesaria una permanente actualización de los conocimientos en elcampo de la DM, en tanto en cuanto es uno de los principales factores deriesgo cardiovascular.Revisamos a continuación los aspectos epidemiológicos y fisiopatológicos de laDM, haciendo especial énfasis en la tipo 2 (DM2), por ser la más prevalente yla que con más frecuencia tiene que abordar el clínico que trata el riesgocardiovascular global.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 54 Publics Health 54
    • 55ABREVIATURASAGL: ácidos grasos libres.DM: diabetes mellitus.DM1: diabetes mellitus tipo 1.DM2: diabetes mellitus tipo 2.GBA: glucemia basal alterada.HbA1c: hemoglobina glucosilada.IMC: índice de masa corporal.RI: resistencia insulínica.TAG: tolerancia anómala a la glucosa. 3.19.1.-EPIDEMIOLOGÍA DE LA DIABETES MELLITUS La DM es una de las principales enfermedades crónicas en el momentoactual y se encuentra extendida por todo el mundo. Los nuevos hábitos de vida,fundamentalmente el exceso de ingesta calórica, la obesidad y elsedentarismo, permiten predecir un gran incremento en las próximas décadas,en especial en los países que en la actualidad están en vías de desarrollo (fig.1). La prevalencia y la incidencia, así como las complicaciones, difieren enfunción del tipo de diabetes, cuya clasificación se refleja en la tabla 1. Figura 1: Prevalencia estimada de Diabetes Mellitus para el año 2025 Fuente: Alberto Calderón Montero, Rev Esp Cardiol Supl. 2007; 7:3H-11H 3.19.2.-PREVALENCIAMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 55 Publics Health 55
    • 56 La DM tipo 1 (DM1) es una de las principales enfermedades crónicas de lainfancia y la adolescencia, y su prevalencia está determinada no sólo por laincidencia, sino también por la supervivencia, que puede diferir de unasregiones a otras. En general se estima que la DM1 supone el 10% de todos loscasos de diabetes. Los pacientes diabéticos tienen 2-5 veces más riesgo depresentar un episodio cardiovascular que los no diabéticos. Además, la mortalidad coronaria es 2 y 5 veces superior en los varones ymujeres diabéticos, respectivamente, en comparación con la población nodiabética. No conviene olvidar, además, el importante impacto añadido de lascomplicaciones microvasculares, en especial en cuanto a la calidad de vidaGoday A., 2002 282. En consecuencia, se hace necesaria una permanente actualización de losconocimientos en el campo de la DM, en tanto en cuanto es uno de losprincipales factores de riesgo cardiovascular. Revisamos a continuación losaspectos epidemiológicos y fisiopatológicos de la DM, haciendo especialénfasis en la tipo 2 (DM2), por ser la más prevalente y la que con másfrecuencia tiene que abordar el clínico que trata el riesgo cardiovascular global.TABLA 2. Prevalencia de diabetes mellitus y tolerancia anormal a la glucemia en diferentesestudios realizados en España En su distribución geográfica hay una ligera tendencia hacia un gradientenorte-sur, con una prevalencia elevada en los países escandinavos y baja enJapón, China y algunas regiones de Sudamérica4. La DM1 es poco frecuenteen el primer año de vida y tiene un pico entre los 4 y 6 años, y en algunasregiones, un máximo a los 10-14 años (Karvonen M, et al 1999) 284. En las áreasgeográficas de bajo riesgo hay un ligero predominio en las mujeres, mientrasque en las áreas de elevada prevalencia es más frecuente en los varonesRewers M, et al 1988 285. La DM2 suele iniciarse, en general, en las edades medias de la vida, si biencada vez es más frecuente que lo haga a edades más tempranas, fenómenoíntimamente ligado al aumento exponencial de la obesidad.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 56 Publics Health 56
    • 57 Supone del 80-90% de todos los casos de diabetes y su prevalencia puedevariar entre el 2-3% de Japón y otros países del sudeste asiático, el 12-15% deEstados Unidos y las altas tasas en algunas islas del Pacífico The DECODEStudy Group 286, 287. Globalmente, se puede considerar que afecta al 6-8% de lapoblación mundial. Los resultados de los estudios epidemiológicos han puesto de manifiesto unincremento constante de la prevalencia en los últimos años, con independenciade la región geográfica. 3.19.3.-PREVALENCIA EN ESPAÑA En la tabla 2 se reflejan algunos de los estudios más relevantes realizadosen España en relación con la prevalencia de la DM2. En general, podemosestimar que las tasas se sitúan entre el 6 y el 10% de la población general. Enun estudio realizado en la provincia de León (Franch Nadal J, et al 1992) 288, laprevalencia total de DM fue del 5,6%, similar a la obtenida en el estudiorealizado en Lejona Bayo J, et al . Otros estudios realizados en Cataluña, Gran Canaria y Asturias hanproporcionado resultados del 10,3, el 15,9 y el 9,9%, respectivamente. Unaspecto muy relevante de todos estos estudios es que un elevadoporcentaje de los casos se correspondía con una diabetes no conocida. Así, larelación entre DM conocida e ignorada varía entre 6,7/3,6 del estudio deCataluña11 y 4/5,9 del estudio de Asturias (Botas P, et al 2002) 292. En algunosde los estudios mencionados anteriormente se estimó también la prevalenciade los llamados estados prediabéticos, como la glucemia basal alterada (GBA)y la tolerancia anormal a la glucosa (TAG). La prevalencia para la TAG oscilaentre el 10 y el 17%, y la de GBA entre el 8 y el 10%. 3.19.4.-INCIDENCIA Hay una gran variabilidad racial y geográfica, así como estacional, en laincidencia de la DM1. Tanto en el hemisferio Norte como en el Sur hay undescenso en el desarrollo de casos durante los meses más cálidos. Probablemente, todo ello sea el reflejo de la variabilidad en la distribución dela predisposición genética y/o de los factores ambientales 14. De hecho, laincidencia de DM1 en la población inmigrante se iguala con frecuencia a la dela región de residencia Gujral JS, et al 1994 294, lo que indica la importancia delos factores ambientales.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 57 Publics Health 57
    • 58En el caso de la DM2, los estudios de incidencia son complejos, al tratarse deuna enfermedad asintomática. La mayoría de los estudios europeos reflejanuna tasa de 1,2-4,1 casos/1.000 personas/año Diabetes Care. 2003; 26: 61-9. 7 . En España hay pocos datos y, entre ellos, el estudio de Lejona10 reflejauna incidencia ligeramente inferior a un caso/1.000 personas/año. En estemismo estudio, la GBA fue un predictor de DM2 que, sin embargo, desaparecíaal considerar conjuntamente la TAG. Datos del Hoorn Study De Vegt F, et al2001 295 reflejan que la incidencia acumulada de DM2 se asocia tanto con laGBA como con la TAG, y más intensamente con la combinación de ambas. Laincidencia anual de DM2 en los pacientes con TAG del estudio de Lejona fuedel 2%, muy similar a la encontrada en otros estudios europeos. 3.19.5.-EPIDEMIOLOGÍA DE LAS COMPLICACIONES CRÓNICAS DE LA DIABETES Neuropatía diabética: es la complicación más frecuente de la DM2 y llega aafectar al 40% de los pacientes. Sus principales factores determinantes son eltiempo de evolución y la edad, de modo que la polineuropatía diabética afecta aun 40% de los pacientes a los 10 años de evolución Cabezas-Cerrato J, 1998296 . También el mal control metabólico y el tabaquismo predisponen aldesarrollo de la polineuropatía distal. Es especialmente relevante la neuropatíaautonómica, dado que dificulta la percepción de las hipoglucemias Retinopatía:es muy frecuente y puede afectar al 15-60% de los diabéticos; es proliferativaen un 10-15%. A los 20 años del diagnóstico de la enfermedad afectaprácticamente a la totalidad de los pacientes con DM1 y a más del 50% de laDM2 Javitt JC, et al 1996 297. Otras afectaciones oculares, como las cataratas yel glaucoma de ángulo abierto, son 1,6 y 1,4 veces más frecuentes respecto ala población general.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 58 Publics Health 58
    • 59A.-Nefropatía: el riesgo de insuficiencia renal es 25 veces superior en la DM2y, de hecho, hoy por hoy es la principal causa de diálisis en España AmenabarJ, et al 2000 298. Aproximadamente un 50% de los pacientes diabéticos tienealgún tipo de afectación renal, de modo que en la DM2 la prevalencia demicroalbuminuria puede acercarse al 25%, la de macroalbuminuria al 5% y lade insuficiencia renal, al 9% Goday A, 2006 299. En la DM1, las prevalencias sonligeramente inferiores.B.-Cardiopatía isquémica: es la principal causa de mortalidad de la poblacióndiabética en nuestro medio.La prevalencia de DM2 en los pacientes con cardiopatía isquémica oscila entreel 2,4 y el 25,3%. La presencia de DM franca, GBA o TAG predice un peorpronóstico después de un infarto agudo de miocardio.C.-Accidente cerebrovascular: se estima que aproximadamente el 40% delos pacientes que desarrollan un ictus son diabéticos. La diabetes, además, esun factor de mal pronóstico para el accidente cerebrovascular agudo. 3.19.6.-FACTORES DE RIESGO MODIFICABLES EN LA DIABETES MELLITUS TIPO 2A.-OBESIDADMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 59 Publics Health 59
    • 60 El exceso de peso, expresado en función del índice de masa corporal (IMC),se ha relacionado de forma consistente con la DM2, de modo que cadaaumento unitario del IMC se asocia con un incremento del riesgo del 12%. Porcada kilogramo de aumento de peso se eleva en 4,5% el riesgo de desarrollardiabetes en los próximos 10 años (Ford ES, et al 1997) 300. Además, ladistribución de la grasa corporal se ha mostrado como un poderoso factor deriesgo. La obesidad centrípeta y el síndrome metabólico potencian laresistencia insulínica y aumentan el riesgo, con independencia del IMC(Hayashy T, et al 2003) 301.B.-EJERCICIO FÍSICOLa actividad física se relaciona inversamente con el riesgo de diabetes. Enmúltiples estudios se ha demostrado que el ejercicio se acompaña de undescenso en la incidencia de diabetes, que es independiente de la pérdida depeso. El ejercicio mejora la sensibilidad a la insulina y reduce lasconcentraciones sanguíneas de la hormona. Diversos estudios de intervenciónhan puesto de manifiesto que el ejercicio moderado reduce la progresión deTAG a diabetes entre un 30-58% (Toumiletho J, Knowler WC, et al 2001-2002)302,303 , si bien es difícil interpretar qué porcentaje se debe al ejercicio y cuál a lamodificación en los hábitos dietéticos.C.-FACTORES DIETÉTICOSMúltiples componentes de la dieta han sido relacionados con el desarrollo dediabetes y, sin embargo, los resultados no han sido suficientementeconsistentes en muchos casos. En general, la ingesta de grasaspoliinstauradas, ácidos grasos omega-3, alimentos de bajo índice glucémico,fibra y vegetales parece ser beneficiosa (Wolever TM, et al 1997) 304.D.-INFLAMACIÓN La asociación entre diversos componentes del síndrome metabólico yvalores elevados de la proteína C reactiva (PCR) refleja una nueva vía deinvestigación que indica que los fenómenos inflamatorios podrían estarimplicados como nexo de unión entre la diabetes y la ateroesclerosis. Estudiosprospectivos han demostrado los valores elevados de PCR aumentan el riesgode desarrollo de DM2 (Barzilay JI, et al 2001)305.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 60 Publics Health 60
    • 61E.-TABACOEstudios publicados desde los años noventa demuestran que los fumadorestienen un riesgo entre 1,2 y 2,6 veces superior de desarrollar diabetes encomparación con los no fumadores, y este riesgo es independiente de laactividad física y la obesidad. Adicionalmente, el cese del hábito tabáquico seasocia con una reducción del riesgo de diabetes que, aunque se aproxima al dela población no fumadora, permanece elevado al menos en los siguientes 10años. 3.19.7.-MECANISMOS PATOGÉNICOS DE LA DIABETESA.-BASES GENÉTICAS La DM1 es el resultado de una reacción autoinmunitaria mediada porlinfocitos T y determinada por factores genéticos y/o ambientales, que produceuna destrucción selectiva de las células beta del páncreas. La influencia delfactor genético viene definida por la mayor incidencia de DM1 en la poblacióncon antecedentes familiares, especialmente en casos de gemelosmonocigóticos. En los casos de gemelos dicigóticos, el grado de concordancia oscila entreel 0 y el 13% Redondo MJ, et al 1999 307, lo que indica una baja penetrancia delos genes susceptibles. Se ha asociado un amplio número de genes con el desarrollo de DM1,definiéndose como genes predisponentes, de modo que constituyen una causanecesaria pero no suficiente para el desarrollo de la enfermedad.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 61 Publics Health 61
    • 62 Los genes implicados con más frecuencia se relacionan con el sistema HLAde clase II, localizados en el cromosoma 6p Singal DP, et al 1973 308. El gen dela insulina localizado en el cromosoma 11 también ha sido relacionado Bell GI,et al 1984 309. Sin embargo, desde el punto de vista práctico, sólo unos pocos alelos delsistema HLA se utilizan para determinar la susceptibilidad individual. En esesentido, hay un equilibrio entre alelos predisponentes o marcadores de riesgo,como HLA DRB1 04 y HLA DQ, y otro grupo de alelos protectores, como HLADRB1 02 y DQB1 (Kupila A, et al 2001) 310. La influencia tanto de unos como deotros en el desarrollo de la DM1 depende de factores como la raza, el grado deidentidad HLA y la distribución geográfica de los alelos, entre otros. La susceptibilidad genética es bien reconocida en el desarrollo de la DM2,de modo que la prevalencia en individuos con antecedentes familiares deprimer grado es mayor de la esperada. Se piensa que mutaciones en múltiplesgenes están implicadas en el desarrollo de la enfermedad. La expresión deestas mutaciones podría estar influida por factores ambientales y constituiría elfactor predisponente para el desarrollo de la DM2. Se han estudiado muchos genes y, sin embargo, hasta el momento, pocosse han asociado claramente con un aumento de riesgo para el desarrollo de lasformas más comunes de DM2. Las pruebas científicas más sólidas indican quealgunas mutaciones en el dominio N-terminal del PPAR-se asocia con unmenor índice de masa corporal, una mayor sensibilidad a la insulina y unareducción del 15% en el desarrollo de diabetes (Ristow M, et al 1998) 311.También se ha señalado que las mutaciones en el gen Kir6.2, implicado en lafunción de las células beta pancreáticas, pueden explicar un 12% del riesgoatribuible al desarrollo de DM2, Hani EH, et al 1998 312. Sin embargo, lo másprobable es que mutaciones en otros muchos genes puedan ser identificadas eimplicadas en el futuro próximo.B.-MARCADORES INMUNOLÓGICOS La reacción autoinmunitaria de la DM1 se acompaña de una respuestahumoral con la producción de autoanticuerpos. En el momento actual, losanticuerpos más utilizados en la clínica son los dirigidos frente a la insulina(IAA), descarboxilasa del ácido glutámico (GAD) y tirosina fosfatasa 2 (IA2).Desde el punto de vista predictivo, la presencia de los tres tipos en un mismoindividuo prácticamente asegura el desarrollo de la enfermedad 314. Sinembargo, cuando sólo se detecta uno de ellos, su valor predictivo no supera el60%.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 62 Publics Health 62
    • 63 Los anticuerpos IA2, cuando se detectan, suelen asociarse a una rápidaevolución de la diabetes. 3.19.8.-FENÓMENOS METABÓLICOS EN LA DIABETES DIABETES MELLITUSTIPO 1 En la DM1, la alteración más precoz, detectable incluso en la fase deprediabetes, es la alteración en la secreción precoz de insulina ante lasobrecarga de glucosa intravenosa. Esta técnica es el marcador más sensibley, cuando su resultado se encuentra por debajo de 2 desviaciones estándar,predice el desarrollo de DM1 en un 80% de los casos. 3.20.-DIABETES MELLITUS TIPO 2 Sobre la base de una predisposición genética, los factores ambientalesintervienen en mayor o menor medida sobre la resistencia insulínica y ladisfunción de la célula beta, lo que da lugar al desarrollo de prediabetes ydiabetes franca. Para la correcta comprensión de los mecanismosfisiopatológicos de la DM2, conviene realizar un breve repaso del metabolismode los hidratos de carbono. 3.20.1.-METABOLISMO DE LOS HIDRATOS DE CARBONO.Desde el punto de vista práctico, es muy importante comprender lahomeostasis de la glucemia en las dos situaciones habituales, como son tras laingesta y durante el ayuno. La hidrólisis de los hidratos de carbono en el tractointestinal permite el paso de la glucosa desde la luz del intestino al torrentesanguíneo. Los valores de glucemia son un potente estímulo para la secreciónde insulina, cuya acción permite la captación de glucosa por los tejidosperiféricos, principalmente el músculo, el hígado y el tejido adiposo. En elhígado, el efecto de la insulina se traduce en la síntesis de glucógeno(neoglucogénesis).Durante los períodos de ayuno, las necesidades de glucosa no pueden sercubiertas a partir de la vía exógena. En consecuencia, y ante los valores circulantes bajos de insulina, se producela glucogenólisis hepática y la neoglucogénesis a partir de las proteínas y losácidos grasos. Estos fenómenos son de gran trascendencia, desde el punto devista práctico, para el tratamiento del paciente diabético, ya que los valoresbasales de glucemia dependen fundamentalmente de la síntesis hepática y node fuentes exógenas. En la figura se observa el perfil habitual de la glucemiaen un paciente diabético y en un no diabético, con las diferentes elevacionesposprandiales, en un régimen clásico de tres comidas. Podemos observar queMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 63 Publics Health 63
    • 64el período dependiente de la síntesis endógena de glucosa supone unas 9 h(entre las 22.00-23.00 y las 7.00-8.00). 3.20.2.-Disfunción de la célula beta pancreáticaComo puede apreciarse en la figura 3, la disminución de los islotes de lascélulas beta pancreáticas precede en el tiempo al desarrollo de la diabetesclínicamente manifiesta. De hecho, hasta que la masa de células beta no disminuye por debajo del50%, no se altera la glucemia basal. Las causas de la reducción de la masa decélulas beta no son bien conocidas. Se ha señalado la presencia de un estadode apoptosis acelerada que podría, al menos de forma parcial, estardeterminada genéticamente. En análisis de autopsia se ha observado que laapoptosis era más intensa en pacientes diabéticos que en el grupo controlSchatz D, et al 1994 313. Simultáneamente, se ha comprobado que la regeneración de las célulasbeta no es mayor en los pacientes diabéticos que en los no diabéticos, demodo que se establecería un desequilibrio entre destrucción y regeneraciónque podría conducir al desarrollo de la diabetes. Se han involucrado tambiénfactores ambientales como responsables de este desequilibrio entre apoptosisy regeneración:Fig. 2. Perfil glucémico de 24 h. En la línea superior se refleja el perfil de un paciente diabético y en la inferior, el de unpaciente normoglucémico en un régimen convencional de 3 comidas.Adaptado de Polonsky et al. N Engl J Med. 1988; 318:1231-9.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 64 Publics Health 64
    • 65Fig. 3. Evolución natural de la diabetes mellitus tipo 2. La pérdida de células beta secretoras de insulina comienza unos 10años antes de que la enfermedad sea clínicamente manifiesta. Alberto Calderón Montero, Rev Esp Cardiol Supl. 2007; 7:3H-11H . HPP: hiperglucemia posprandial; ITG: intolerancia a la glucosa. Fuente: Alberto Calderón Montero, Rev Esp Cardiol Supl. 2007; 7:3H-11H Genéticamente. En análisis de autopsia se ha observado que la apoptosisera más intensa en pacientes diabéticos que en el grupo control 35.Simultáneamente, se ha comprobado que la regeneración de las células betano es mayor en los pacientes diabéticos que en los no diabéticos, de modo quese establecería un desequilibrio entre destrucción y regeneración que podríaconducir al desarrollo de la diabetes. Se han involucrado también factoresambientales como responsables de este desequilibrio entre apoptosis yregeneración:A. En primer lugar, se han encontrado depósitos de amiloide pancreáticos en el90% de las autopsias de los pacientes diabéticos, que parecen potenciar ladestrucción de las células beta (Westermark P, et al 1978) 315.B. Los valores elevados de glucemia han sido involucrados en la patogenia dela DM2. Sin embargo, no parece que esta glucotoxicidad tenga un papelprioritario en las fases iniciales. Más aun, no parece que su papel sea decisivoen la evolución de la disfunción de la célula beta. Los resultados del estudioUKPDS 37 demostraron como la disfunción beta no se detenía en el grupo deintervención intensiva, aun cuando se alcanzaban controles aceptables deglucemia y hemoglobina glucosilada (HbA1c). 3.21.-PERFIL GENÉTICO Y BASES MOLECULARES DE LA CARCINOGÉNESIS PANCREÁTICA El cáncer de páncreas (CP) es, después del cáncer colorrectal, una de lasneoplasias epiteliales malignas más frecuentes del tracto digestivo y uno de losMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 65 Publics Health 65
    • 66tumores más agresivos en los seres humanos (Jemal A, Warshaw AL, et al1992, 2002)105,106. Conviene puntualizar, desde el principio, que cuandohablamos del CP nos referimos fundamentalmente al adenocarcinoma ductal(ADC-d), ya que representa más del 95% de los tumores epiteliales malignosde este órgano, Fernández del Castillo C, et al 2002 107. Los ADC acinares, loscisto-ADC y los carcinomas de los islotes de Langerhans apenas suman, entretodos, el 5% restante. El mejor conocimiento de la biología celular de esta neoplasia devastadora ala que sólo sobrevive un 4% de los pacientes, 5 años después del diagnósticopermitirá plantear, a medio plazo, estrategias diagnósticas y terapéuticas másrentables que las actuales. Intentar una aproximación al perfil genético y a lasbases moleculares de la carcinogénesis pancreática es el propósito de estetrabajo. 3.21.1.-IDEAS SOBRE CARCINOGÉNESIS Si tuviésemos que resumir lo que hoy conocemos sobre el mecanismo derealización de la mayoría de los carcinomas podríamos decir que se trata deexpansiones celulares autoperpetuables de naturaleza clonal, realizadas enuna secuencia multifásica, desde el impacto de numerosos factores etiológicossobre progenitores divisibles del epitelio diana, a través de la acumulación devarios eventos mutacionales, sufridos por ciertos genes implicados en lasfunciones celulares vitales (Nowell PC, Vogelstein B, 1976, 1993) 108-110. Todo ello, durante una selección competitiva del clono celular dominante,que va trazando un fenotipo progresivamente maligno, tanto en su arquitecturahistológica como en su perfil molecular. Este esquema de realización biológica ha sido probado suficientemente parael cáncer colorrectal dada la accesibilidad biópsica en las enfermedades delintestino grueso Fearon ER, et al 1990 111, y se sospecha que podría sertambién válido para otras neoplasias menos accesibles, como el CP8-10. La sugerencia de una evolución histogenética multifásica del ADC-dpancreático está apoyada por 3 grupos de argumentos, que desarrollaremos enlos apartados siguientes. En primer lugar, la identificación y la estratificación de las posibles lesionesprecancerosas pancreáticas; en segundo lugar, la definición de un claro perfilgenético-molecular para el ADC-d de este órgano y, en tercer lugar, el hallazgode que los eventos mutacionales que definen este perfil se han ido adquiriendoy acumulando, con un cierto orden, durante la secuencia evolutiva de laslesiones histológicas progresivamente displásicas.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 66 Publics Health 66
    • 673.21.2.-LESIONES PRECANCEROSAS DEL ADENOCARCINOMA DUCTAL Se conoce, desde hace tiempo, que algunas enfermedades pancreáticas, enteoría benignas, son situaciones proclives al desarrollo de un CP. Entre ellasdestaca la pancreatitis crónica hereditaria originada por mutación del gen quecodifica la síntesis del tripsinógeno catiónico, en la medida en que, hasta laedad de 70 años, llegan a desarrollar un CP un 40% de los casos. El riesgo delas pancreatitis crónicas esporádicas es mucho menor, ya que afecta al 4% delos pacientes durante los 20 años siguientes a su diagnóstico (Fernández delCastillo C y Lowenfelds AB, et al 1993) 107-112. Algunas raras neoplasias quísticas pancreáticas son procesosauténticamente precancerosos, que se presentan como cistoadenomasmucinosos o mucinoso-papilares, y pueden transformarse lentamente en cisto-ADC 3. Sin embargo, el conocimiento de la probable secuencia multifásica del ADC-d proviene, fundamentalmente, de la identificación y la estratificación de laslesiones morfológicas ductales encontradas en zonas pancreáticas «normales», más o menos cercanas a un CP convencional Cubilla AL, Kozuka S, et al1976-1979 116, 117. Estas lesiones parecen representar precursores histológicosde un ADC-d y, recientemente, un comité internacional de expertos las hadesignado con la denominación conflictiva de «neoplasias intraepitelialespancreaticas» (NIP) y las ha ordenado en 4 estadios: estadios 1-A (hiperplasiaplana de epitelio mucinoso sin atipias), 1-B (hiperplasia papilar de dicho epiteliosin atipias), 2 (hiperplasia papilar con displasia de «bajo grado») y 3(hiperplasia papilar con displasia de «alto grado»), difícil de separar del ADC-din situ (Hruban RH, et al 2001) 118. 3.21.3.-SEÑAS GENÉTICAS DE IDENTIDAD DEL ADENOCARCINOMA DUCTAL A medida que se ha ido investigando el perfil de las alteraciones genéticasque presentan las células del CP, se ha comprobado que, coincidiendo con laimagen histopatológica de ADC-d invasivo, se puede distinguir unaacumulación de varios eventos mutacionales que, hasta cierto punto, escaracterística de esta neoplasia, como a continuación comentaremos, HahnSA, (Hilgers W, Bardeesy N, et al 2002) 114, 119, 146 El protooncogén k-ras es una estructura nucleotídica situada en elcromosoma 12p1.2, que codifica, en condiciones normales, una proteína conactividad en trifosfatasa de guanosina, la cual hidroliza el trifosfato deguanosina (GTP) a difosfato de guanosina (GDP). Esta hidrólisis es la basebioquímica sobre la que asienta la transducción de señales intracitoplasmáticasMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 67 Publics Health 67
    • 68de origen extracelular, hacia efectores intracelulares de acción nuclear(Barbacid M, 1987) 120. Las mutaciones puntuales de uno de los alelos de estegen, que actúa como dominante, están presentes en más del 90% de los CP, loque conlleva una activación por «aumento de función », con efectoscarcinogénicos (oncogén k-ras). El CP es el tumor humano que presenta con mayor frecuencia una mutaciónde este gen (Almoguera C, 1988) 121. En una pequeña proporción de casos, en torno al 10%, se ha encontradouna posible activación de otros protooncogenes (MYB, AKT2, etc.) Hilgers W,2002 114. Hay otras estructuras nucleotídicas, dentro del ADN de las célulassomáticas, que codifican proteínas que impiden a las células genéticamentelesionadas su tránsito a través del «punto de control» situado en la frontera G1-S del ciclo nuclear y, al mismo tiempo, propician su «apoptosis », modulando laacción del gen bcl-2, regulador de la muerte celular programada. Se trata de lafamilia de genes supresores de tumor que, comportándose como recesivos,necesitan una alteración genética en forma de mutación y/o deleción bialélic oepigenética en forma de anormal metilación de su segmento promotor para serinactivados, con lo que se silencian sus proteínas antineoplásicas (WeinbergRA, Marshall CJ, et al 1997) 126, 127.Cuando se estudia el genoma de las células del CP se encuentra, con granfrecuencia, la inactivación de los genes supresores de tumor p16, p53 yDPC48, Hahn SA, Hilgers W, Bardeesy N, Rozenblum E, et al 1997, 2002 112,114, 119 El gen p16, situado en el cromosoma 9p2.1, codifica una proteína que secomporta normalmente como antiproliferativa, cuando se asocia a una cadenade biomoléculas en la que participan la ciclina D, una cinasa dependiente de laciclina (CDK4), y la proteína RB (retinoblastoma) Nobori T, Kamb A, 1994 129, 130. Hoy sabemos que en el 95% de los CP hay una disregulación «a la baja» deesta vía metabólica por inactivación genética o epigenética del gen p168-10,Bardeesy N, Caldas C, Schutte M, et al 1997 119, 131, 132. El gen p53, situado en elcromosoma 17p3.1, codifica, en condiciones normales, una proteína que actúa,con carácter antineoplásico, al unirse a una secuencia nucleotídica específicadel ADN. De esta manera, cumple con el mecanismo de acción de los genessupresores de tumor, anteriormente comentado, por lo que recibió el títulocoloquial de «guardián del genoma» Kern SE, Signal A, et al 2000 133, 137. Hoysabemos que cerca del 75% de los CP presentan algún tipo de inactivaciónestructural y/o funcional de este gen supresor (Hahn SA, Hilgers W, BardeesyN Barton CM, Pellegata NS, Barton CM. Et al 1991) 112, 114, 119, 138.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 68 Publics Health 68
    • 69 El gen DPC4 (deleted in pancreatic carcinoma, locus 4) es también unaestructura nucleotídica del ADN, situada en el cromosoma 18q2.1, que codificanormalmente una proteína que pertenece a las que sintetizan los genes de lafamilia SMAD, altamente conservados a lo largo de la evolución de los seresvivos. Estas proteínas, y entre ellas la DPC4/SMAD4, se engarzan en unacascada enzimática que regula la actividad antiproliferativa del factor decrecimiento transformante beta (TGF-_) Hahn SA, Chiao PJ, et al 1999 112, 140 Lainactivación del gen DPC4 se ha encontrado hasta en un 50% de los CP, con loque se bloquea el avance celular a través del «punto de control» G1-S y sedificulta el sano ejercicio de la «apoptosis» de células genéticamentedefectuosas. En una pequeña proporción de CP se ha detectado una inactivación de otrosgenes supresores de tumor, como el BRCA2 (breast cáncer, locus2), en un 7%de los pacientes, y en una proporción menor la de otros genes de esta familia(DCC, STK11 y FHIT) 10. Es bien conocido que la replicación del ADN es un acontecimiento que tienelugar en la fase S del ciclo nuclear, gracias a la acción enzimática de la ADN-polimerasa, que «empareja» adecuadamente a las bases purínicas ypirimidínicas. De vez en cuando, falla la precisión de esta enzima, lo que crea unainestabilidad genómica que propicia la mutagénesis, si no se repararápidamente. En los seres humanos, se ha identificado varios genes (MLH1,MSH2, PMS1, MMS2, etc.) cuyos productos proteicos actúan de maneracoordinada y secuencial en la reparación del ADN «desparejado» 37. El hallazgode una elevada «inestabilidad de microsatélites» (IMS) es una posibilidadtécnica que permite demostrar la existencia de eventos mutacionales en losgenes reparadores del ADN «desparejado ». Así, un alta IMS se ha demostrado en un 3-13% de los CP. Por el momento,son muy escasos los estudios genéticos más exhaustivos al respecto, aunquese sospecha la pérdida de expresión de la proteína MLH1, en algunos casos(Hruban RH, Hilgers W, Bardeesy N, Ghimenti C, Yamamoto H, et al 2001) 132,114, 119, 143. Parece que los CP con errores de replicación del ADN (células RER+)se asocian con una histopatología escasamente diferenciada con un patrón decrecimiento sincitial y una expresión del gen k-ras de «tipo silvestre» (GogginsM, 1998) 144. Por último, en el tejido de un ADC-d pancreático se suele encontrar unahiperexpresión de algunos factores de crecimiento y otras biomoléculas, cuyasíntesis está codificada por genes que no se incluyen dentro de las familiasanteriores. Entre ellas, se encuentra el incremento de los factores decrecimiento epidérmico (EGF), hepatocítico (HGF) y transformante alfa (TGF-MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 69 Publics Health 69
    • 70_), y algunos receptores de membrana (EGF-r, Erb-B2, etc.) Bardeesy N,Friess H, et al 1996 119, 145 Dentro de este último grupo de proteínas bioactivas, tiene una especialsignificación la reactivación funcional de la enzima telomerasa encontrada en eltejido patológico del CP, tal como ocurre en otras neoplasias Hahn WC, 2003,2003 139. Como es sabido, los telómeros son estructuras genéticas situadas enel extremo de los brazos cromosómicos que se van acortando tras cadamitosis, dada la replicación incompleta del ADN a este nivel. La enzima telomerasa intenta compensar esta pérdida potenciando lasíntesis de ADN telomérico. De todas maneras, la activación de esta enzima escasi indetectable en la mayoría de las células somáticas, salvo en algunossistemas celulares altamente multiplicativos (hemopoyesis, criptas intestinales,etc.). Algo parecido ocurre en los tejidos cancerosos y, entre ellos, en el CP, enlos que la reactivación de la telomerasa podría ser crucial para la emergenciade células neoplásicas «inmortales» Bardeesy N, 2002 119. Desconocemos si todos estos acontecimientos de hiperexpresión de ciertosfactores de crecimiento, de sus receptores membranarios o de enzimasfacilitadoras de la inmortalización clonal son consecuencia de eventosgenéticos, epigenéticos o meros reajustes funcionales fisiopatológicos. Bien es cierto que el ADC-d pancreático es un tumor que luce una marcagenético-molecular muy exclusiva a título de «seña de identidad». Y esto esasí, en la medida que:a) más del 90% de los casos acumula en sus células dos eventos, que rarasveces se combinan en otras neoplasias, como son la mutación del k-ras y lainactivación del p16; b) más del 80% de los mismos presenta, junto con loseventos precedentes, la supresión funcional del p53, y c) la acumulación de los3 acontecimientos anteriores, junto con la inactivación del gen DPC4, se puededescubrir en más del 70% de los CP. 3.21.4.-CORRELACIÓN HISTOGENÉTICA DE LA CARCINOGÉNESIS PANCREÁTICA Hay una creencia bastante generalizada de que para la gestación decualquier cáncer es más importante la «acumulación » de determinadasalteraciones genético-mutacionales que el «orden» en que éstas se producen.Sin embargo, a medida que se ha ido conociendo la secuencia desde el pólipoadenomatoso benigno del colon hasta el carcinoma colorrectal, se hacomprobado que hay un cierto orden en la acumulación de aquellosacontecimientos Fearon ER, Sánchez-Fayos P, et al 2000 111, .MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 70 Publics Health 70
    • 71 Lo mismo empieza a ocurrir respecto a los conocimientos sobre el desarrollodel ADC-d pancreático desde los estadios precancerosos ordenados en laclasificación NIP Hruban RH, et al 2001118. A continuación resumiremosbrevemente lo que hoy conocemos sobre la secuencia histogenética de lacarcinogénesis pancreática Hilgers W, Bardeesy N, et al 2002 114, 119, quehemos tratado de representar en la figura 1. El epitelio ductal pancreático, en condiciones normales, es un sistemacelular quiescente en el que participa la acción antiproliferativa de naturalezaparacrina ejercida por el TGF-_. Por el contrario, cuando este epitelio sufre elimpacto de algunos factores etiológicos que actúan como carcinógenos, sepone en marcha el primer escalón de esta secuencia con una hiperactividadproliferativa del epitelio dirigida por la hiperexpresión de algunos factores decrecimiento (EGF, HGF, TGF-_, etc.), junto con la de ciertos receptores demembrana (EGF-r, Erb-B2, etc.). De esta manera, se cierra un círculo deactivación autocrina y paracrina de un epitelio que aún es morfológicamentenormal o, a lo sumo, se encuentra en estadio NIP-1A (Bardeesy N, Friess H,Lowenfelds AB) 119, 145, 148. Junto a estas alteraciones biológicas, empieza a aparecer el primeracontecimiento genético claramente mutacional; concretamente la activacióndel protooncogén k-ras, que se limita, en un principio, a un número reducido delesiones en estadio NIP-1A para ir aumentando, durante los estadios siguientesprogresivamente displásicos, hasta alcanzar al 90% de los ADC-d invasivos110,115,145-149 . La mutación del k-ras, convirtiéndose en un auténtico oncogén, seha encontrado, en ocasiones, en algunos casos de pancreatitis crónica conhiperplasia ductal sin atipias Rivera JA, 1997 154 En los estadios intermedios de la secuencia histogenética es dondecomienza a expresarse la inactivación de genes supresores de tumorprotagonistas de la carcinogénesis pancreática, Hilgers W, Bardeesy N, WilentzRE, et al 1997 114, 119, 155. Así, la inactivación del gen p16 empieza a detectarseen los estadios NIP 1-A o 1-B, la del gen p53 aparece en el estadio NIP-2, y ladel gen DPC-4 en el estadio NIP-3. De manera progresiva, el silencio funcionalde estos genes alcanza al 95, 75 y 50% de los ADC-d, respectivamente. Lainactivación excepcional del gen supresor BRCA2 comienza a plasmarsetambién en este último estadio de displasia precancerosa de «alto grado» 115. En la fase final de esta secuencia histogenética es cuando suele observarsecon claridad la reactivación funcional de la enzima telomerasa, que algo tieneque ver con la inmortalización de las células cancerosas. Por último, unacontecimiento biológico, que parece que dirigen las propias células del ADC-d,es la llamada «reacción desmoplásica». Ésta consiste en una activación y unaproliferación de los fibroblastos del estroma peritumoral, con depósito local decomponentes de la matriz.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 71 Publics Health 71
    • 72Fig. 1. Carcinogénesis pancreática: secuencia histogenética multifásica. EGF: factores de crecimiento epidérmico; NIP: neoplasias intraepiteliales pancreáticas;TGF-_: Transformante alfa 3.22.-RIESGO CARDIOVASCULAR 3.22.1.-APORTACIONES DE LA GENÉTICA EN LA IDENTIFICACIÓN YEL MANEJO DE LOS PACIENTES CON ALTO RIESGO CARDIOVASCULAR Nos aproximamos a la era de la utilización cotidiana de la informacióngenética con una mezcla de temor, desconocimiento, escepticismo, optimismo,desconfianza, ilusión, esperanza, perspectiva económica, o inquietud, enfunción de nuestros conocimientos previos, posición en el sistema sanitario(médicos, pacientes, investigadores) o en la estructura social (empresas,sistemas nacionales de salud, gobiernos, sociedades científicas). En esta monografía se abordan, sintetizándolos, los aspectos genéticosrelacionados con la enfermedad coronaria y algunos de sus determinantes quepodrían contribuir a mejorar la predicción del riesgo cardiovascular a escalapoblacional. La prevención primaria de las enfermedades cardiovasculares, enparticular la cardiopatía isquémica, que causa aproximadamente el 10% de lasmuertes y unos 150.000 ingresos hospitalarios anuales en España, continúasiendo una prioridad en salud pública 1,2. Las tasas de mortalidad desciendenlentamente, pero la incidencia de nuevos casos ha estado estancada losúltimos 20 años, Instituto Nacional de Estadística, Martí H, 156, 158. En algunos casos la aplicación práctica del estudio genético ya ha llegado,como relatan Pocoví y su equipo en relación con el chip diagnóstico de hi-MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 72 Publics Health 72
    • 73percolesterolemia familiar. Por cierto, el lector que desee repasar los conceptosde genética, los encontrará en la primera parte del artículo de Pocoví en unalectura amena y fácilmente comprensible. Los recientes hallazgos de losrigurosísimos estudios de asociación generales del genoma (genome-wide as-sociation studies) sobre la cardiopatía isquémica, que se presentan en elcapítulo de Elosua y su equipo, nos dejan 14 variantes genéticas con muyelevada probabilidad de estar asociadas con la enfermedad, la mayoría de lascuales tiene poco que ver con las vías fisiopatológicas candidatas, y unoincluso se sitúa en una zona presuntamente muda del cromosoma, Park A.2009 160 Por lo tanto, queda un largo camino por recorrer hasta entender susmecanismos. Sin embargo, la tentación de usar esta información con finespreventivos no podrá contenerse demasiado tiempo, puesto que puedeconstituir una oportunidad poderosa que no deberíamos dejar escapar:aquellos con perfiles genéticos adversos como fuere que ello se defina,deberán intensificar sus actividades preventivas en estilos de vida ytratamientos farmacológicos en su caso. Recordemos que en el terreno de laprevención de riesgos para la salud no es necesario conocer el mecanismo deuna enfermedad: sólo es necesario cesar el consumo de agua contaminadapara detener una epidemia de cólera, y ello puede hacerse aunque nadie sepaque existe un agente infeccioso que lo produce, como sucedió en 1853 enLondres gracias a John Snow M, Sala J, 1999. Lo que debe seguir a esta etapainminente es una adecuada evaluación de esta nueva estrategia, y de suaportación a la práctica clínica. Parte del reto en la progresión del conocimientoradica en el estudio de las interacciones gen-ambiente (sin olvidar las «gen-gen» y «ambiente-ambiente»). En uno de los capítulos de esta monografía, Ordovas ilustra la importanciade esta parte tal vez la más difícil por los tamaños muestrales necesariosdiscutiendo el conocimiento disponible en el terreno de la interacción de lascaracterísticas genéticas con la nutrición. También hay que hablar de losfactores relacionados con la enfermedad coronaria como la hipertensión unaenfermedad en sí misma, que contribuye a un porcentaje nada despreciable decasos de cardiopatía isquémica y de accidente cerebrovascular, o la trombosisy la trombofilia, que están en la raíz misma de las complicaciones mayores delas placas arterioscleróticas. Sentí nos proporciona una revisión delconocimiento genético de esta enfermedad que tantos abordajes basados engenes candidatos ha tenido en la historia reciente, sumando un gran número deresultados contradictorios. Soria aborda el componente genético de lacoagulación y la trombosis, del que hay varios hallazgos más que prome-tedores, pero también un largo trecho hasta su completa comprensión. La prevención primaria de las enfermedades cardiovasculares se apoya en laclasificación del riesgo cardiovascular que las funciones creadas para este finMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 73 Publics Health 73
    • 74nos proporcionan. Según el capítulo de Baena et al, dos hechos caracterizaneste instrumento: ningún factor emergente nuevo ha mejorado el área bajo lacurva ROC (receiver operating characteristics) de sus características desensibilidad y especificidad, comparado con la predicción obtenida con la edad,el sexo, la presión arterial, el colesterol total y el de lipoproteínas de altadensidad, el tabaquismo y la diabetes mellitus, y en segundo lugar, lacapacidad de detección con estas variables deja a la mayor parte de lapoblación que va a desarrollar un acontecimiento coronario en una zona deriesgo intermedio. Parece necesario mejorar la predicción especialmente eneste grupo que queda en la zona de la indeterminación. Los factores de riesgo clásicos sólo nos permiten anticipar una proporciónmodesta de nuevos casos: se necesita urgentemente desarrollar nuevosbiomarcadores, pruebas diagnósticas o técnicas de imagen no invasivas, pococostosas en tiempo y dinero, con dosis de radiación razonables, que mejorenlas áreas bajo la curva de las funciones de riesgo con los factores de riesgoclásicos Gil A, et al 2007 159. A nadie se le escapa que el estudio de losdeterminantes genéticos tendrá su papel en este contexto. 3.22.2.-CUANTIFICACIÓN DEL COMPONENTE GENÉTICO DE LA CARDIOPATÍA ISQUÉMICA Desde hace años existe el convencimiento de que los genes influían en elriesgo de presentar enfermedades del corazón White PD, Mayer B, 1957, 2007324, 325 . Esta evidencia proviene de estudios epidemiológicos clásicos en los quese observaba que la aparición de diferentes formas clínicas de CI eran másfrecuentes en individuos con antecedentes familiares de la enfermedad, lo queindicaba una agregación familiar White PD, Thomas CB, 1955, 1957 325, 326.Estudios más recientes indican que el antecedente de enfermedad isquémicaen padres (Lloyd-Jones DM, 2004) 327 o hermanos (Murabito JM, MarenbergME, et al 1994,2005) 328, 329 es un factor de riesgo de aparición de CIindependiente de los factores de riesgo clásicos. Esta agregación familiarapunta a un componente genético en la enfermedad, aunque también podríaestar relacionada con factores ambientales y comportamientos que soncomunes y también «se heredan» en el contexto familiar Deutscher S, 1966330 . La heredabilidad se define como la proporción de la variabilidad fenotípicaexistente en una población que puede ser atribuible al componente genético.Se han publicado varios estudios que han determinado la heredabilidad dedistintos fenotipos relacionados con la arteriosclerosis, Nora JJ, et al 1980 331,que indican, en su mayoría, que la heredabilidad es del 40-55%, lo cual apoyala influencia genética sustancial en estos fenotipos (tabla 1). De todos modos,hay que tener en cuenta que la interpretación del resultado de la heredabilidadse tiene que realizar con precaución (Van Asselt KM, et al 2006) 441: loscomponentes genético y ambiental de la variabilidad de una característicaMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 74 Publics Health 74
    • 75poblacional no suelen ser independientes, y su efecto muchas veces dependede la interacción entre ellos. Esta interacción no suele ser tenida en cuentacuando se calcula este estimador. La heredabilidad depende de la población enla que se estudia; por ejemplo, en una población con un estilo de vida muysimilar el componente ambiental tendrá un impacto más pequeño en lavariabilidad existente en la población que estará más relacionada convariabilidad genética y viceversa. 3.22.3.-Estudios de ligamiento Los estudios de ligamiento permiten identificar zonas del genoma en las quese encuentra algún gen o genes que están asociados con la enfermedad enestudio. Este tipo de estudios requieren la participación de varias familiasintegradas por individuos afectos y no afectos de la enfermedad. Clásicamentese han utilizado unos 400 marcadores distribuidos de forma uniforme a lo largodel genoma Donis-Keller H, et al 1987 442, y se ha analizado si alguno de estosmarcadores se observaba más frecuentemente en los individuos afectos, esdecir si su transmisión de generación en generación se relaciona con laaparición de la enfermedad (segregación). En la figura 1A se presenta unejemplo en el que se observa que el alelo A1 de la variante A cosegrega con laenfermedad de forma autosómica dominante, es decir la presencia de un únicoalelo A1 ya implica la aparición de la enfermedad. Estos resultados no indicanque el alelo A1 sea la variante genética que cause la enfermedad, sino queestá asociada (en ligamiento) con la variante causal. El siguiente paso esanalizar con mayor detalle la zona del genoma alrededor de ese alelo A1 conotra serie de marcadores genéticos para identificar el gen y la variante causal.Esta aproximación permitió identificar el gen causal de la enfermedad deHuntington en 1983 (Gusella JF, et al 1983) 443 y ha sido muy útil paraidentificar los genes causales de muchas enfermedades monogénicas. Sin embargo, la utilización de este tipo de estudios en enfermedadescomplejas como la CI no ha tenido tanto éxito Wang X. et al 2005 444. En latabla 2 se presentan los resultados de diferentes estudios de ligamientorealizados en familias con CI Pajukanta P, et al 2000, BHF Family Heart StudyResearch Group 445-442; se observa que el solapamiento o la concordancia de loslocus identificados en los diferentes estudios han sido nulos. Esta falta dereplicabilidad puede indicar una heterogeneidad genética en la enfermedad(muchos genes involucrados), aunque también puede estar relacionada con losdiferentes fenotipos relacionados con la CI utilizados en los diferentes estudios.De los locus identificados en estos estudios, en únicamente dos se ha podidoidentificar el hipotético gen causal. 3.22.4.-Información genética y prevención de la cardiopatía isquémica Una de las utilidades de los marcadores genéticos podría incluir laidentificación de personas con un mayor riesgo de presentar CI y que seríanMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 75 Publics Health 75
    • 76susceptibles de estrategias de prevención más agresivas. La hipótesis es quela inclusión de variantes genéticas relacionadas con la CI en las funciones deriesgo mejoraría su validez, es decir, la capacidad de diferenciar a losindividuos que presentarán la enfermedad de los que no (discriminación) y/o lareclasificación de los individuos en estratos de riesgo que incluya la informacióngenética que se ajustaría más al riesgo observado. 3.22.5.-Información genética y etiopatogenia de la cardiopatía isquémica Como hemos comentado anteriormente, los resultados disponibles sobre laarquitectura genética de la CI apuntan a mecanismos causales conocidos(metabolismo lipídico, inflamación), pero también a nuevas vías relacionadasespecialmente con el control del crecimiento celular, que merecen serexploradas. El estudio de las asociaciones entre características genéticas y enfermedadpuede ayudarnos a inferir las causas ambientales y genéticas de la enfermedaden estudio mediante lo que se ha llamado «aleatorización mendeliana» SmithGD, et al 2008 450. La aleatorización mendeliana se fundamenta en el hecho deque la información genética de un individuo se determina al azar en elmomento de la formación de los gametos y la fecundación. El resultado es quela distribución poblacional de las variantes genéticas es independiente defactores ambientales y comportamientos que normalmente actúan comovariables confusoras en los estudios epidemiológicos clásicos. 3.22.5.-RETOS PARA EL FUTUROLas conclusiones más importantes que podemos extraer del conocimientoactual y el estado de la investigación genética son: que el esclarecimiento de laarquitectura genética de la CI no está siendo sencillo, que las variantesgenéticas identificadas tienen un efecto modesto y que explican una partepequeña de la variabilidad de los fenotipos analizados. Para continuaravanzando habrá que vencer varios retos que tendremos que afrontar de formamultidisciplinaria y a distintas escalas:- Los estudios deberán tener un gran tamaño de muestra para tener suficientepoder estadístico para identificar asociaciones con un efecto pequeño (OR de1,1 o cambios en la presión arterial o concentraciones de colesterol de 1 mmHgo 1-1,5 mg/dl, respectivamente). Para ello, será necesario seguir estableciendoconsorcios y colaboraciones entre distintos grupos, como algunos que ya sehan constituido a escala nacional e internacional. La creación y elmantenimiento de biobancos, como el Banco Nacional de ADN(www.bancoadn.org), que incluye un catálogo de diferentes enfermedadescardiovasculares, constituirán también elementos fundamentales de laestrategia.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 76 Publics Health 76
    • 77- Los estudios realizados hasta ahora aún no han tenido en cuenta los factoresambientales y de estilos de vida y la interacción gen-ambiente en la modulacióndel riesgo: éste es un aspecto muy relevante 129 que requiere una participaciónactiva multidisciplinaria con médicos, epidemiólogos y, naturalmente,genetistas. Será necesario recoger información ambiental con cuestionariosvalidados para luego analizar este tipo de interacciones.- Las variantes genéticas comunes identificadas explican una pequeña parte dela variabilidad de los fenotipos estudiados. La mayor parte de los estudios hananalizado polimorfismos, variantes genéticas que implican un cambio de unabase en la secuencia del ADN en un locus concreto, pero hay otro tipo devariantes poco estudiadas, como las variantes de número de copias (copynumber variation), que pueden tener gran relevancia Melzer D, et al 2008 455.También el estudio de las modificaciones no estructurales del ADN, comopuede ser la metilación de alguna de sus estructuras sin cambios en lasecuencia, puede tener un impacto importante en la salud ya que puede regularla expresión de estos genes (epigenética).- Desarrollar métodos para incorporar la información genética en la prediccióndel riesgo cardiovascular y validar su utilidad (Wray NR, 1000 Genomes, et al2007-2008) 456, 457.- Si las variantes genéticas comunes no explican gran parte de la variabilidadde los fenotipos cardiovasculares de interés, no hay que descartar que hayavariantes genéticas raras que influyan en estos fenotipos. Para identificar estasvariantes se están poniendo en marcha estudios de secuenciación del genoma(Scheuner MT, et al 2008) 458.- Toda esta información genética requerirá programas de formación y puesta aldía para los profesionales sanitarios que tengan que usarla (Clayton EW, et al2003) 459.- Por último, pero no menos importante, toda esta información se tiene quecontextualizar en los aspectos ético, legal y social. No debe ignorarse el posible componente genético de la paradoja del sur deEuropa. La migración humana desde África iniciada hace más 170.000 años nollegó al sur de Europa hasta hace unos 50.000 años, y los colonizadores delnorte de Europa llegaron hace no más de 10.000, Park A, 2009 160. A partir demuestras genéticas aun se puede identificar el origen geográfico de la mayoríade personas con un error inferior a 400 km en Europa, Novembre J, et al 2008161 . En los últimos 5.000 años, el sur de Europa mediterráneo ha sido objeto decontinuos intercambios genéticos impuestos o facilitados por colonizacionessucesivas e intercambios comerciales con otras zonas bañadas por ese mar.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 77 Publics Health 77
    • 78Los especialistas en genética afirman que hay claras diferencias en lasusceptibilidad de las poblaciones a distintas enfermedades y a sus síntomasHardy J, Lao O, 2007 162, 163.Los retos previsibles para completar el conocimiento que estamos adquiriendoen el terreno de la genética incluyen las necesidades informáticas para analizargrandes bases de datos con millones de características genéticaspertenecientes a miles de individuos, cuyos fenotipos y factores ambientales sedeseará analizar de forma combinada, es decir, buscando las posiblesinteracciones. Los instrumentos estadísticos se van desarrollando a medidaque van las necesidades, pero se necesitará tiempo para acabar de pulirlos yprobarlos, y conocer su robustez y sus debilidades. Otro de los elementos aconsiderar es que ya sabemos que el riesgo asociado cardiovascular a lamayoría de los factores de riesgo clásicos es continuo. Los puntos de corte queponemos a la presión arterial o al colesterol para establecer el límite de lo«normal» son artificios: el riesgo es un continuo cuando se deriva de fenotiposmás o menos continuos. La definición de enfermedad a veces es difícil deestablecer: esto es complejo en los estudios de casos y controles, en los queno suele haber duda de que los casos padecen realmente la enfermedad, perono así en los controles, que pueden padecer alguna forma incompleta o clínica-mente indetectable de la enfermedad. La parte final del reto está claramente enel terreno de las ciencias básicas, a las que compete desentrañar los meca-nismos fisiopatológicos que se esconden en las características genéticas quevamos sabiendo asociadas a la enfermedad coronaria que nos ocupa. Falta algún progreso, pero las contribuciones decisivas vienen por caminosinesperados como en el terreno de las células madre. El paralelismo no puedeser más oportuno: Douglas Melton, biólogo molecular codirector del HarvardStem Cell Institute de Boston, lleva 17 años persiguiendo el sueño de conseguircultivar células pluripotenciales embrionarias como paso necesario parautilizarlas con fines terapéuticos de regeneración de órganos que han perdidopor causas patológicas su función. Padre de dos hijos con diabetes mellitus tipo1 , su obsesión son las células pancreáticas. Las restricciones de fondos para investigación en células madreembrionarias impuestas en Estados Unidos por su ex presidente G.W. Bush en2001 condicionaron la investigación sobre este tipo de células, Park A, 2009 160.Contra todo pronóstico, en 2006 un investigador Japonés, Shinya Yamanaka,consiguió desprogramar el ADN de células diferenciadas transfectándolescuatro genes mediante retrovirus, Takahashi K, 2006 165. Obtuvo así célulaspluripotenciales inducidas. Este paso, que Melton consideró improbable antes de toda una generación,fue clave para la evolución de la investigación en células madre, pues ya no eranecesario que fueran de origen embrionario para proseguir. Es posible que enMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 78 Publics Health 78
    • 79el terreno de la genética estemos esperando un avance de este estilo. Mientrasllega, es prudente recomendar aquello para lo que nuestros genes están mejorpreparados: el ejercicio regular, la alimentación con las calorías justas ypredominio de vegetales y evitar sustancias tóxicas como el tabaco.Naturalmente, hay que incluir el uso de fármacos con efectos conocidos llegadoel caso, aunque no estemos seguros de cuál de los efectos pleotrópicos es elque ofrece el BENEFICIO3.22.6.-PAPEL DE LA GENÉTICA MOLECULAR EN EL CÁNCER INFANTIL Las neoplasias infantiles han ido adquiriendo a lo largo de las últimasdécadas una importancia progresiva en el ámbito de la pediatría porque laincidencia del cáncer en la infancia es de 120 nuevos casos anuales por cadamillón de niños menores de 15 años. Actualmente, a partir del primer año devida, el cáncer es la segunda causa de mortalidad infantil tras los accidentesMuñoz A, 1997 166. La leucemia es la neoplasia más frecuente, seguida en orden decrecientepor los tumores cerebrales, linfomas, neuroblastoma, rabdomiosarcoma, tumorde Wilms, tumores óseos (osteo-sarcoma y sarcoma de Ewing) yretinoblastoma, Young JL, et al 1986 167. La supervivencia global observada enlos últimos 5 años, a nivel nacional (Registro Nacional de Tumores Infantiles),se sitúa en el 71 %. Desde que se identificaron los primeros oncogenes mutados en el cáncerhasta nuestros días, ha habido un crecimiento exponencial en el conocimientode los genes implicados en el desarrollo tumoral. Hoy sabemos que existenmúltiples formas de alteraciones genéticas, y que estas ocurren en tresgrandes grupos de genes: oncogenes, genes supresores y genes reparadoresde ADN, lo que nos ha llevado a considerar el cáncer fundamentalmente comouna enfermedad genética, Look AT, et al 2002 168 El análisis citogenético de las células malignas de los niños con cáncer haidentificado numerosas alteraciones cromosómicas recurrentes, adquiridas,correlacionadas específicamente con los distintos subtipos de neoplasiashematológicas y tumores sólidos, cuyo estudio proporciona una valiosainformación con aplicaciones clínicas muy significativas. El estudio dediferentes genes implicados en la etiología molecular del cáncer infantil halogrado alcanzar un diagnóstico más preciso, predecir factores pronóstico,desarrollar tratamientos más efectivos y menos tóxicos con mejoría de lastasas de supervivencia, valorar la respuesta al mismo, y detectar y cuantificar laenfermedad mínima residual Martínez JA, 1998 169.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 79 Publics Health 79
    • 80 3.23.-PRUEBAS DE DIAGNÓSTICO MOLECULAR EN ONCOLOGÍA PEDIÁTRICA El análisis citogenético convencional (cariotipo) ha sido el método estándarpara identificar alteraciones cromosómicas en las metafases de las célulasneoplásicas obtenidas tras cultivo in vitro de células de médula ósea, sangreperiférica o tumores. Es un estudio morfológico de los cromosomas, teñidoshabitualmente con bandas G, y su fiabilidad depende de una adecuadamuestra. Otras propuestas alternativas, derivadas de la clonación de diferentesgenes tumorales, han conseguido disponer de sondas de ADN que puedenusarse en varias pruebas de diagnóstico molecular. Estas técnicas sonatractivas porque pueden ser realizadas en muestras insuficientes para análisiscitogenético y son más precisas, más rápidas, más sensibles y más específicasque el cariotipo. Las más utilizadas hoy en día son:a. Southern blot (SB). Es una Técnica molecular que analiza el ADNcromosómico aislado en las células; puede detectar una célula anormal de 100normales 5.b. FISH (hibridación in situ con fluorescencia). Es una sonda marcada confluorescencia la cual es hibridada a una preparación cromosómica, con el fin dedetectar, por microscopia de fluorescencia la presencia (o ausencia) de undeterminado fragmento cromosómico, así como su localización cromosómica.Esta técnica es particularmente útil para la detección de aneuploidías (númeroanormal de cromosomas), deleciones y duplicaciones de material genético, asícomo reordenamientos cromosómicos complejos 5,6.c. RT-PCR (transcripción inversa acoplada a la reacción en cadena de lapolimerasa). Técnica molecular que analiza el ácido ribonucleico detranscripción (ARNt) expresado en células tumorales; puede detectar unacélula maligna entre 105 a 106 células normales, Rubnitz JE, et al 1997 170.d. Multiplex RT-PCR. detecta simultáneamente varios ARNte.- La incorporación habitual de estas técnicas moleculares al tratamientoclínico de pacientes pediátricos con leucemias, linfomas y tumores sólidostienen la ventaja de identificar translocaciones (t) crípticas y reordenamientoscromosómicos complejos, y definir la procedencia de segmentos cromosómicosinvolucrados en gran número de reordenamientos, así como para el análisis dela actividad de genes supresores de tumores y oncogenes en núcleosinterfásicos de tejidos tumorales, proporcionando grandes ventajasdiagnósticas y terapéuticas, Martínez JA, 1998 169.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 80 Publics Health 80
    • 81 A continuación se expone una descripción de las más relevantesalteraciones genéticas propias de las principales neoplasias malignas infantilesy sus implicaciones en el diagnóstico, pronóstico y tratamiento. 3.23.1.-NEOPLASIAS HEMATOLÓGICAS El ejemplo más conocido de un cambio cromosómico adquirido asociado auna neoplasia hematológica es la asociación del cromosoma Philadelphia (Ph)o t (9; 22) (q32; q11) con la leucemia mieloide crónica (LMC). Fue la primeraanomalía cromosómica específica descrita en la leucemia (1960) y esactualmente un indicador diagnóstico, detectado en el 95 % de los casos deLMC, Harrison CJ, et al 2000 172. 3.23.2.-LEUCEMIA LINFOBLÁSTICA AGUDA En la leucemia linfoblástica aguda (LLA), el Ph está presente en el 2 al 4%de los casos pediátricos, y se conoce como un factor pronóstico desfavorable.Es un gen de fusión producido por translocación recíproca que une secuencias39 del protooncogén ABL tirosincinasa del cromosoma 9 con secuencias 59 delgen BCR del cromosoma 22. Las proteínas de fusión BCR-ABL poseenactividad tirosincinasa y confieren una notable resistencia a la quimioterapiaHarrison CJ., Crist WM. Et al 1990. 172, 173 La supervivencia libre de enfermedad (SLE) a los 5 años de los pacientestratados con quimioterapia ha sido de sólo el 15-20% durante años. Enrecientes series de los grupos cooperativos más importantes la t (9; 22) semantiene como factor pronóstico independiente. La intensificación de laquimioterapia y el trasplante de progenitores hematopoyéticos (TPH) hancontribuido a mejorar los resultados alcanzándose en algunos grupos una SLEen torno al 40% Forestier E, et al 2000 174. En los actuales protocolos de estudio y tratamiento de la LLA en la edadpediátrica, y en concreto en el LAL/SHOP-99, utilizado por la mayor parte delos centros españoles, al iniciarse se realiza estudio citogenético y molecular anivel de la médula ósea y/o en sangre periférica.Estos estudios incluyen:MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 81 Publics Health 81
    • 82Fuente: Forestier E, et al 2000 9. Muñoz A. Introducción a la oncología pediátrica. En: Madero López L, Muñoz Villa A,editors. Hematología y oncología pediátricas. 1. ª ed. Madrid: Ergón, 1997; p. 197-206.1. Índice de ADN. Mediante citometría de flujo. Los tumores se clasifican deacuerdo con los siguientes grupos: 0,6; 0,66-0,99; 1; 1-1,16 y 1,16.2. Cariotipo convencional. Mediante el cultivo 24, 48 o 72 h y estudio debandas G. Se pueden detectar alteraciones numéricas como casi haploidía (24-29 cromosomas), hipodiploidía (30-45 cromosomas), diploidía (46 cromosomassin alteraciones estructurales), seudodiploidía (46 cromosomas conalteraciones estructurales), hiperdiploidía baja (47-50 cromosomas, se detectaen el 8-15 % de los niños con LLA), hiperdiploidía alta (51-81 cromosomas, sedetecta en el 25-30%), casi tetraploidía (82-94 cromosomas) y estructuralescomo t(9;22), t(4;11), otras del 3. Estudio molecular (tabla 1).Las alteraciones con mayor implicación pronóstica son el gen TEL-AML1 queidentifica a la t (12; 21), el reordenamiento MLL que identifica a la t (4; 11), elgen BCR-ABL que identifica a la t(9;22) y el E2A-PBX1 que identifica la t(1;19)Biondi A, et al 2000 10. Con el estudio citogenético y molecular (tabla 2), edad, inmunofenotipo,número de leucocitos, ausencia o presencia de afectación extramedular almanifestarse y el porcentaje de blastos en médula ósea en el día 14 deltratamiento de inducción pueden definirse diferentes grupos de riesgo(estándar, alto riesgo y muy alto riesgo) y así optimizar el tratamiento posteriorsegún el grupo, con el fin de mejorar la supervivencia a largo plazo. Para evaluar la remisión completa (5% de blastos en médula ósea) serealizan controles de médula ósea a los 14 días de tratamiento, al final de lainducción (día 34) y tras finalizar el mismo. Mediante el empleo de las actualestécnicas de citometría de flujo y citogenética; así como mediante distintasMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 82 Publics Health 82
    • 83técnicas moleculares como la FISH de interfase y, sobre todo, la RT-PCR (conuna sensibilidad 100 veces superior), es posible detectar la enfermedad mínimaresidual (EMR) en numerosos pacientes en remisión Harrison CJ, Coustan-Smith E, Bolufer P, et al 2000,2002 7, 11,12. La EMR consiste en la persistenciadel clon anormal, aun en niveles bajos, durante y después de terminar eltratamiento, y tiene una significación pronóstica. Sería deseable realizar el estudio al final de la inducción, al final de laconsolidación y tras finalizar el tratamiento. La introducción de estas técnicasha conducido a una nueva definición de remisión en las LLA según la cualpodría considerarse remisión hematológica cuando no se detecta EMR13 anivel de 1 10–4. Diversos trabajos ponen de manifiesto que los pacientes conEMR $ 1 10–2 al finalizar la inducción tienen un riesgo de recidiva superior al60 % en el curso de los 3 años siguientes frente a menos del 15 % en los queno se detecta EMR11, Martínez-Climent JA, et al 2001 180. Con niveles $ 1 10–3después del tratamiento de consolidación se tiene un riesgo de recidiva deaproximadamente el 70% Bolufer P, et al 2002 177. En todos los grupos lapersistencia de EMR por más de 6 meses tras la terapia de inducción, o lareaparición de EMR está invariablemente asociada con recidiva. Por lo tanto, ladetección de la EMR aporta una valiosa información sobre la predicción delcurso clínico de la enfermedad y puede permitir en consecuencia adoptaractitudes terapéuticas. 3.23.3.-LEUCEMIA MIELOBLÁSTICA AGUDA La leucemia mieloblástica aguda (LMA) tiene una baja incidencia en niños(entre el 15-20% de todas las leucemias en niños menores de 15 años). Ciertossíndromes constitucionales y hereditarios predisponen a la aparición de LMA,como el síndrome de Down, la anemia de Fanconi, el síndrome de Bloom, elsíndrome de Kostmann y la anemia de Blackfan-Diamond 3. El análisiscitogenético detecta alteraciones en el 85 % de los niños con LMA. Hayreordenamientos cromosómicos específicos que originan genes de fusión.Éstos incluyen la t(8;21)(q22;q22) asociada a la LMA-M2, la t(15;17)(q21;q21)diagnóstica de la leucemia promielocítica aguda (M3) y la inversión delcromosoma 16 asociada con la leucemia mielomonocítica aguda coneosinófilos anormales (M4Eo). Estos tres reordenamientos se relacionan conun pronóstico favorable, por lo que su identificación precisa es crítica. La t(9;11)(p21;q23), casi exclusivamente asociada a la leucemia monocítica aguda (M5),parece asociar un pronóstico no tan adverso. La trisomía 8 es un hallazgocomún en todos los tipos de trastornos mieloides. La pérdida de loscromosomas 5 y 7, o las deleciones de sus brazos largos, son hallazgosfrecuentes en la LMA que condicionan un pronóstico desfavorable Harrison CJ,Coustan-Smith E, Martínez-Climent JA, Xiao Z, et al 2001 172, 176, 180, 181. Lasasociaciones más representativas se detallan en la tabla 3.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 83 Publics Health 83
    • 84 Los genes de la t(15;17), PML en 15q22 y RAR a en 17q12 (gen que codificael receptor del ácido retinoico), y el producto de fusión PML-RAR a, sonespecialmente útiles para la monitorización terapéutica de la enfermedadDiverio D et al 1998 182.La respuesta terapéutica de la LMA-M3 al ácido retinoico representa el primerejemplo de tratamiento selectivo orientado a una alteración génica específicaFernaux P, et al 1999 183. En la LMA, la detección de EMR dependeprincipalmente del hallazgo de inmunofenotipos aberrantes me mediantecitometría de flujo, debido a que en ella está limitado el análisis mediante PCR.La aplicación de la FISH permite observar reordenamientos y translocaciones“ocultas” no detectados en el cariotipo, Harrison CJ, 2000 172, mejorando así deforma sustancial el seguimiento de nuestros pacientes. 3.23.4.-LINFOMAS Los linfomas de Burkitt presentan alteraciones citogenéticas y molecularesidénticas a la LLA de células B (L3), como la t (8; 14) y sus variantes. Loslinfomas linfoblásticos de estirpe T comparten un gran número dereordenamientos génicos presentes en las LLA de estirpe T4, Sandlund JT, etal 1996 184 (tabla 4). En los linfomas anaplásicos de células grandes (Ki-1 oidentificación de la t(2;5)(p23;q35), o a nivel molecular del reordenamiento delos genes NMP en 2p23 y ALK en 5q35, usando RT-PCR, permite elreconocimiento de la enfermedad y la clasificación en un subgrupo depacientes que requieren terapia específica, Sherman CG, et al 2001 185. La expresión del gen BCL2 en los linfomas foliculares, raros en la edadpediátrica, identifica un subgrupo de pacientes que a menudo se manifiestancomo enfermedad diseminada y son más refractarios a la quimioterapia 21. 3.23.5.-TUMORES SÓLIDOS En la mayoría de las ocasiones el diagnóstico definitivo de un tumor sólidose realiza mediante estudios histológicos. Sin embargo, el diagnósticomorfológico de algunos tipos de tumores es difícil, dada su apariencia ambiguao escasa diferenciación. Un ejemplo son los tumores de células pequeñasredondas como el rabdomiosarcoma, sarcoma de Ewing /tumorneuroectodérmico primitivo (PNET), neuroblastoma y linfoma, que puedenotros españoles, al iniciarse se realiza estudio citogenético y molecular a nivelde la médula ósea y/o en sangre periférica.Estos estudios incluyen:MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 84 Publics Health 84
    • 85A. Índice de ADN. Mediante citometría de flujo. Los tumores se clasifican deacuerdo con los siguientes grupos: 0,6; 0,66-0,99; 1; 1-1,16 y 1,16.B. Cariotipo convencional. Mediante el cultivo 24, 48 o 72 h y estudio debandas G. Se pueden detectar alteraciones numéricas como casi haploidía (24-29 cromosomas), hipodiploidía (30-45 cromosomas), diploidía (46 cromosomassin alteraciones estructurales), seudodiploidía (46 cromosomas conalteraciones estructurales), hiperdiploidía baja (47-50 cromosomas, se detectaen el 8-15 % de los niños con LLA), hiperdiploidía alta (51-81 cromosomas, sedetecta en el 25-30%), casi tetraploidía (82-94 cromosomas) y estructuralescomo t(9;22), t(4;11), otras del 11q23, t(1;19), t(8;14), otras del 8q24 y t(12;21)Look AT, Rubnitz JE, Biondi A, et al 2000 168, 170, 175.C. Estudio molecular (tabla 1). Las alteraciones con mayor implicaciónpronóstica son el gen TEL-AML1 que identifica a la t(12;21), el reordenamientoMLL que identifica a la t(4;11), el gen BCR-ABL que identifica a la t(9;22) y elE2A-PBX1 que identifica la t(1;19), Biondi A, et al 2000 175. Con el estudio citogenético y molecular (tabla 2), edad, inmunofenotipo,número de leucocitos, ausencia o presencia de afectación extramedular almanifestarse y eltratamiento de inducción pueden definirse diferentes grupos de riesgo(estándar, alto riesgo y muy alto riesgo) y así optimizar el tratamiento posteriorsegún el grupo, con el fin de mejorar la supervivencia a largo plazo. Para evaluar la remisión completa (5% de blastos en médula ósea) serealizan controles de médula ósea a los 14 días de tratamiento, al final de lainducción (día 34) y tras finalizar el mismo. Mediante el empleo de las actualestécnicas de citometría de flujo y citogenética; así como mediante distintastécnicas moleculares como la FISH de interfase y, sobre todo, la RT-PCR (conuna sensibilidad 100 veces superior), es posible detectar la enfermedad mínimaresidual (EMR) en numerosos pacientes en remisión, Harrison CJ, Coustan-Smith, E Bolufer P et al 2002.172, 176, 177. La EMR consiste en la persistencia dellon anormal, aun en niveles bajos, durante y después de terminar eltratamiento, y tiene una significación pronóstica. Sería deseable realizar el estudio al final de la inducción, al final de laconsolidación y tras finalizar el tratamiento. La introducción de estas técnicasha conducido a una nueva definición de remisión en las LLA según la cualpodría considerarse remisión hematológica cuando no se detecta EMR13 anivel de 1 10–4. Diversos trabajos ponen de manifiesto que los pacientes conEMR $ 1 10–2 al finalizar la inducción tienen un riesgo de recidiva superior al60 % en el curso de los 3 años siguientes frente a menos del 15 % en los queno se detecta EMR, Coustan-Smith E, Eckert C, et al 2001 176,179. Con niveles $110–3 después del tratamiento de consolidación se tiene un riesgo de recidivaMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 85 Publics Health 85
    • 86de aproximadamente el 70%, Bolufer P, 2002 177. En todos los grupos lapersistencia de EMR por más de 6 meses tras la terapia de inducción, o lareaparición de EMR está invariablemente asociada con recidiva. Por lo tanto, ladetección de la EMR aporta una valiosa información sobre la predicción delcurso clínico de la enfermedad y puede permitir en consecuencia adoptaractitudes terapéuticas.LEUCEMIA MIELOBLÁSTICA AGUDA La leucemia mieloblástica aguda (LMA) tiene una baja incidencia en niños(entre el 15-20% de todas las leucemias en niños menores de 15 años). Ciertossíndromes constitucionales y hereditarios predisponen a la aparición de LMA,como el síndrome de Down, la anemia de Fanconi, el síndrome de Bloom, elsíndrome de Kostmann y la anemia de Blackfan-Diamond, Look AT, Kirsch IR,et al 2002 168. El análisis citogenético detecta alteraciones en el 85 % de losniños con LMA. Hay reordenamientos cromosómicos específicos que originangenes de fusión. Éstos incluyen la t (8; 21) (q22; q22) asociada a la LMA-M2, lat(15;17)(q21;q21) diagnóstica de la leucemia promielocítica aguda (M3) y lainversión del cromosoma 16 asociada con la leucemia mielomonocítica agudacon eosinófilos anormales (M4Eo). Estos tres reordenamientos se relacionancon un pronóstico favorable, por lo que su identificación precisa es crítica. Lat(9;11) (p21;q23), casi exclusivamente asociada a la leucemia monocíticaaguda (M5), parece asociar un pronóstico no tan adverso. La trisomía 8 es unhallazgo común en todos los tipos de trastornos mieloides. La pérdida de loscromosomas 5 y 7, o las deleciones de sus brazos largos, son hallazgosfrecuentes en la LMA que condicionan un pronóstico desfavorable. Lasasociaciones más representativas se detallan en la tabla 3. Los genes de la t(15;17), PML en 15q22 y RAR a en 17q12 (gen que codificael receptor del ácido retinoico), y el producto de fusión PML-RAR a, sonespecialmente útiles para la monitorización terapéutica de la enfermedad 17. La respuesta terapéutica de la LMA-M3 al ácido retinoico representa elprimer ejemplo de tratamiento selectivo orientado a una alteración génicaespecífica, Fernaux P, et al 1999 183. En la LMA, la detección de EMR depende principalmente del hallazgo deinmunofenotipos aberrantes mediante citometría de flujo, debido a que en ellaestá limitado el análisis mediante PCR. La aplicación de la FISH permiteobservar reordenamientos y translocaciones “ocultas” no detectados en elcariotipo, Harrison CJ, et al 2000 171 mejorando así de forma sustancial elseguimiento de nuestros pacientes.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 86 Publics Health 86
    • 87 Puente: Look AT, Kirsch IR, et al 20023 Fernaux P, et al 1999 18, Harrison CJ, et al 2000 7 Fuente: Look AT, Kirsch IR, et al 20023 Fernaux P, et al 1999 18, Harrison CJ, et al 2000 7 Presentarse como masas en tejidos blandos Rubnitz JE, et al 1997 170. Lautilización en estos casos de la inmunohistoquímica usando anticuerposespecíficos, así como la citogenética molecular mediante la identificación detranslocaciones cromosómicas (t) recurrentes asociadas con tipos de tumoresespecíficos es fundamental, ya que el tratamiento y el pronóstico de cada tumorson diferentes, Kushner BH, Davidoff AM, et al 2003 187, 188. El análisis citogenético ha progresado más lentamente en los tumoressólidos que en las leucemias. Parte de este retraso se ha debido a la dificultadde estas células para dividirse in vitro y a la mala calidad de las metafasescromosómicas.Esta situación está cambiando en los últimos años debido al empleo de sondasmoleculares y de mejores métodos de cultivo celular Martínez JA, et al 1998 180.En la tabla 5 aparecen las alteraciones citogenéticas más características entumores sólidos infantiles.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 87 Publics Health 87
    • 88 3.24.-TUMORES DEL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL Ciertos procesos como las neurofibromatosis tipo 1 y 2, la esclerosistuberosa y el síndrome de Li-Fraumeni, entre otros, predisponen al desarrollode tumores cerebrales, aunque menos del 10 % de los niños con un tumor delsistema nervioso central (SNC) están afectados de un síndrome. Todos estossíndromes asociados tienen un patrón de herencia autosómico dominante ypresentan mutaciones somáticas de genes específicos que se exponen en latabla 6 Strother DR, Weiss WA, et al 2000 189, 190. El gen p53, localizado en el brazo corto del cromosoma 17, es un gensupresor tumoral de especial importancia en la oncogénesis e implicado en lapatogenia del astrocitoma. Las mutaciones somáticas del TP53 son lasalteraciones genéticas más frecuentes de los tumores humanos. Además, las mutaciones del TP53 en línea germinal se relacionan con unapredisposición hereditaria al desarrollo tumoral, sobre todo en individuos consíndrome de Li-Fraumeni, en los que estas mutaciones se encuentran entre el60 y el 80 % de los casos. La proteína p53 ejerce su influencia en muchasfunciones celulares que facilitan la progresión del ciclo celular, reparan el dañodel ADN, mantienen la estabilidad genómica y favorecen la apoptosis celulartras el tratamiento. Su estabilidad sirve de mediador para la respuesta deltumor a la radiación y la sensibilidad celular a los agentes antineoplásicos,Strother DR, Pollack IA, et al 2002 189, 191. Estudiando la expresión y las mutaciones del TP53 en los gliomas infantiles,se encuentran que los tumores con mayor expresión de p53 se asocian conpeor pronóstico con independencia de la edad, el sexo, la histología, el gradode resección y la localización Pollack IA, 2002 191. En el meduloblastoma, la alteración que se encuentra en el 50 % de loscasos es el isocromosoma 17q (i17q) que resulta de la monosomía del brazocorto del cromosoma 17 (17p). También son frecuentes alteraciones variablesdel cromosoma 1. La pérdida de heterozigosidad del cromosoma 17 (LOH 17p)puede ser un indicador de una pobre respuesta al tratamiento y menorsupervivencia, sobre todo si se asocia la amplificación del gen MYC, porresistencia al tratamiento27. Mediante el uso de microarrays o microchips deADN en pacientes con tumores los gliomas infantiles, se encuentran que lostumores con mayor expresión de p53 se asocian con peor pronóstico conindependencia de la edad, el sexo, la histología, el grado de resección y lalocalización Pollack IA, et al 2002 191.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 88 Publics Health 88
    • 89 En el meduloblastoma, la alteración que se encuentra en el 50 % de loscasos es el isocromosoma 17q (i17q) que resulta de la monosomía del brazocorto del cromosoma 17 (17p). También son frecuentes alteraciones variablesdel cromosoma 1. La pérdida de heterozigosidad del cromosoma 17 (LOH 17p)puede ser un indicador de una pobre respuesta al tratamiento y menorsupervivencia, sobre todo si se asocia la amplificación del gen MYC, porresistencia al tratamiento Michiels EM, et al 2002 192. Mediante el uso demicroarrays o microchips de ADN en pacientes con tumores embrionarios delSNC, se demuestra que los meduloblastomas son molecularmente distintosque los PNET, Pomeroy SL, 2002 193. Fuente: R. López Almaraz, A. Montesdeoca Melián y J. Rodríguez Luis, papel de la genética molecular en el cáncer infantil, An Pediatr (Barc) 2003; 59(4):334-44 En general, las alteraciones cromosómicas en los tumores cerebralespediátricos son más frecuentes en los tumores de alto grado, y más en laslocalizaciones supratentoriales que en las infratentoriales. No existen todavíapruebas suficientes de la correlación existente entre la morfología del tumor ylos estudios citogenéticos y moleculares, que deben combinarse para identificarlas alteraciones genómicas en los diferentes tipos histológicos, con el fin deestablecer criterios de riesgo, Weiss WA, 2000 191. 3.24.1.-Neuroblastoma El neuroblastoma es un tumor derivado de las células de la cresta neural. Secaracteriza por ser muy variable y, en ocasiones, presentar un comportamientoclínico impredecible, desde un tumor benigno localizado a un tumor malignoagresivo con un pronóstico pobre, López Andreu JA, Tajiri T, et al 2002 194, 195.Se han descrito múltiples alteraciones genéticas recurrentes, y la correlación deestas anomalías con el pronóstico de la enfermedad es muy elevada:MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 89 Publics Health 89
    • 90A. La amplificación del oncogén N-MYC, determinada por SB y/o FISH, estáasociada con tumores agresivos y pobre respuesta al tratamiento,independiente de la edad y del estadio de la enfermedad, lo que ha llevado ausar protocolos terapéuticos más intensivos en este grupo de pacientes,Rubnitz JE, López Andreu JA, Tajiri T, et al 1994-2002 170, 194, 195.B. La hiperdiploidía se relaciona con una respuesta favorable al tratamientoestándar, mientras que los niños con tumores diploides son susceptibles detratamientos más agresivos, Rubnitz JE, López Andreu JA, et al 1994 170, 194. Lamedición del contenido de ADN se realiza por citometría de flujo.C. La deleción del 1p con pérdida de heterozigosidad está también asociada aun curso desfavorable, Caron H, 1996 196. Se ha delimitado por FISH y PCR opor SB, una región constantemente delecionada en 1p36.2-36.3 que alberga auno o quizá dos hipotéticos genes supresores tumorales del neuroblastomaWhite PS, 2001 197.D. Se han descrito recientemente dos nuevas líneas celulares enneuroblastoma metastásico, sin amplificación del N-MYC que incluyentranslocación con desequilibrio entre 11q y 17q, pérdida del 3p, 4p y 11q yganancia del 17q, McConville CM, et al 2001 198. Todas estas determinaciones se realizan en nuestro país en diferentescentros de referencia: en el tumor primario (Departamento de Patología de laFacultad de Medicina de Valencia) y en médula ósea/sangre periférica (Serviciode Genética del Hospital Universitario La Fe, Valencia). El cariotipo espectral (SKY), basado en el pintado fluorescente cromosómicomulticolor, se está utilizando cada vez con más frecuencia para detectar lasalteraciones cromosómicas del neuroblastoma, ya que tiene la capacidad dedetectar anomalías cromosómicas estructurales (translocaciones, deleciones,ganancias, etc.) crípticas para otras técnicas, aunque con la limitación deprecisar el análisis de metafases, Stark B, et al 2002 199. El análisis citogenético y molecular es imprescindible para el tratamientocorrecto del neuroblastoma. En los últimos tiempos se está utilizando la RT-PCR del ARN mensajero (ARNm) para los genes tirosina-hidroxilasa (TH) yMAGE e inmunocitología con anticuerpos anti-GD2 para la detección de laEMR en médula ósea, sangre periférica y productos de aféresis (elautotrasplante de progenitores hematopoyéticos de sangre periférica estáindicado como rescate de la terapia mieloablativa en aquellos casos de altoriesgo que han alcanzado la remisión completa o muy buenas remisionesparciales), Cheung IY, Pagani A, 2002 200, 202. 3.24.2.-TUMOR DE WILMSMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 90 Publics Health 90
    • 91El tumor de Wilms es el tumor renal maligno más frecuente en la infancia. Trasla cirugía, y debido a su alta quimiosensibilidad y radiosensibilidad, con losprotocolos terapéuticos actuales pueden curarse más del 85 % de los niños. Eltumor de Wilms puede encontrarse aislado o bien asociado a ciertasmalformaciones congénitas como, Sharpe CR, 1995 203:A. La aniridia (asociación en un 50 %).B. El síndrome de WARG (aniridia, anomalías genitourinarias y retraso mental)(30-50%).C. El síndrome de Denys-Drash (seudohermafroditismo masculino y esclerosismesangial).D. El síndrome de Beckwith-Wiedemann (macroglosia, visceromegalia ehiperinsulinismo) (10 %). Las posibles alteraciones cromosómicas pueden estudiarse en el tejidotumoral por RT-PCR e inmunohistoquímica Barnoud R, et al 1998 204. Los pacientes con síndrome de WARG presentan una deleción en el locus11p13, en el que se ha clonado un gen supresor tumoral llamado WT140. En elsíndrome de Denys-Drash se han demostrado también mutaciones del genWT141. Este gen codifica cuatro diferentes transcripciones del ARNm, que seexpresan de manera preferente en las células renales. No se conoce conexactitud la función de este gen, pero se piensa que tendría algún control de laentrada de la célula en la fase S del ciclo celular. Es posible que una mutaciónen WT1 en sí misma no sea necesaria para el desarrollo de un tumor de WilmsMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 91 Publics Health 91
    • 92205. Contiguo al gen WT1 se localiza el gen PAX6 cuya pérdida alélica esresponsable de la atiricia. Un segundo gen del tumor de Wilms, llamado WT2, se ha identificado en11p15, en pacientes con síndrome de Beckwith-Wiedemann, Coppes MJ, 1994207 . Se han señalado otros defectos genéticos en el tumor de Wilms (deleciones,mutaciones, etc.), algunos de ellos como pérdidas alélicas del 16q asociadas atumores de características anaplásicas y con mal pronóstico, Malik K, 2001 208. 3.24.3.-HEPATOBLASTOMA Es una neoplasia de origen embrionario y el tumor hepático primario másfrecuente en la edad pediátrica. En los casos relacionados con ciertos procesoshereditarios como la hemihipertrofia y el síndrome de Beckwith-Wiedemann, seha detectado pérdida de heterozigosidad (LOH) para el locus 11p15 en lascélulas tumorales, que también se ha asociado con el tumor de Wilms y elrabdomiosarcoma. Durante los últimos años se han identificado alteraciones génicas enhepatoblastomas esporádicos como la LOH de la región cromosómica 11p15.5,LOH en los brazos cromosómicos 1p y 1q, mutaciones activadas en el exón 3del gen de la betacatenina (BCM), así como la sobreexpresión del oncogén C-MET. Estas alteraciones pueden estudiarse en tejido tumoral en comparación contejido hepático normal y/o en leucocitos de sangre periférica. La LOH 11p15.5 yla LOH 1p aparecen de forma significativa en hepatoblastomas embrionarios,MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 92 Publics Health 92
    • 93mientras que no se encuentran otras alteraciones genéticas específicas enotros tipos histológicos, Von Schweinitz D, Udatsu y, et al 2001 209, 210. 3.24.4.-SARCOMAS DE PARTES BLANDASLos rabdomiosarcomas son un grupo heterogéneo de tumores de partesblandas de alto grado de malignidad, caracterizados histológicamente porvarios grados de diferenciación celular, derivados del mismo mesénquimaembrionario que da origen al músculo esquelético estriado, Xia SJ, et al 2002211 .En el rabdomiosarcoma existen alteraciones cromosómicas de tipo numérico yestructural:A. El contenido celular de ADN (ploidía) es analizado por citometría de flujo ode imagen. En el tipo embrionario suele presentarse hiperdiploidía y en elalveolar tetraploidía, De Zen L, et al 1997 212.B. Respecto a las anomalías estructurales, aproximadamente en el 90 % de losrabdomiosarcomas alveolares presentan una translocación recíproca de loscromosomas 2 y 13, la t(2;13)(q35;q14), detectada con RT-PCR y FISH, en laque el gen PAX3 se fusiona dentro de la banda 2q35 con el gen FKHR en labanda 13q14. Algunos casos presentan una variante, t(1;13)(p36;q14),caracterizada por el reordenamiento del gen PAX7 del cromosoma 1, el cual seune con el gen FKHR del cromosoma 13. También se han encontradomutaciones del gen p53 en el 50 % de los casos, tanto en tumores alveolarescomo embrionarios. Aunque en el subtipo embrionario no se ha descrito una alteraciónespecífica, las mutaciones puntuales de los protooncogenes N-RAS y K-RASson más frecuentes que en el subtipo alveolar. En este último se observaamplificación del gen N-MYC en un 10 % de los casos Udatsu y, Gordon T, etal 2001 210, 213. Estos marcadores biológicos tienen el valor de que, además de ser buenosindicadores diagnósticos, se ha comprobado que también tienen importanciapronóstica. En cuanto al contenido de ADN, los tumores tetraploides y losdiploides suelen evolucionar peor (SLE a los 5 años del 25 y 33 %,respectivamente), y los hiperdiploides suelen ser más sensibles a laquimioterapia y radioterapia, con una SLE a los 5 años del 73% De Zen L, et al1997. La expresión del PAX-FKHR se ha comprobado ser indicador pronósticoen el rabdomiosarcoma alveolar. La expresión del PAX3-FKHR identifica a unsubgrupo de muy alto riesgo y el PAX7-FKHR a otro subgrupo de evoluciónfavorable en el rabdomiosarcoma alveolar metastásico, Sorensen PH, et al2002 49.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 93 Publics Health 93
    • 94 3.24.5.-SARCOMA DE EWING/TUMOR NEUROECTODÉRMICOPRIMITIVOLa familia de tumores de Ewing/PNET es el segundo tumor óseo maligno máscomún, después del osteosarcoma, en niños y adolescentes. Hoy día se sabeque estos tumores derivan de una célula neuroectodérmica primitiva condiferenciación variable. El sarcoma de Ewing se presenta habitualmente en elhueso y con menor frecuencia a nivel extraóseo. Las característicasmorfológicas y biológicas de los que se desarrollan en los tejidos blandos noparecen distinguirse de las que se desarrollan en el hueso, y son también muysimilares a los PNET, lo cual confirma un origen común de estas entidades.Actualmente, el tratamiento es el mismo para todos estos tumores, De Álava E,Grier HE, te al 2001-2003 217, 219. Más del 90 % de los tumores de Ewing se caracterizan por una translocaciónt(11;22)(q24;q12). La t(11;22) resulta de la fusión de dos genes, FLI1 en 11q24y EWS en 22q12, formando el oncogén EWS-FLI que puede detectarse por RT-PCR y FISH52,53. Algunos estudios recientes sugieren que la estructura de latranscripción de la fusión EWS-FLI tiene importancia pronóstica en pacientescon enfermedad localizada54. También puede encontrarse alguna de lasvariantes de la t(11;22) como la t(21;22) (q22;q12) que expresa el gen EWS-ERG, la (7;22) (p22;q12) que desarrolla el EWS-ETV1 y la t(17;22) (q12;q12)formando el EWS-E1AF53. La sobreexpresión de la proteína p53 constituye unfactor pronóstico altamente desfavorable55. El estudio molecular puedellevarse a cabo en porciones relativamente pequeñas de tejido que se obtienenmediante biopsias invasivas mínimas, y permite obtener resultados másrápidos que el análisis citogenético, Dagher R, et al 2001 218. En esta familia de tumores puede estudiarse la EMR al finalizar eltratamiento, y de este modo predecir y prevenir su reaparición. Se analizan porMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 94 Publics Health 94
    • 95RT-PCR los oncogenes específicos de fusión del sarcoma de Ewing enmuestras de tumor al diagnóstico y en médula ósea (detección de enfermedadmicrometastásica) y sangre periférica (detección de enfermedadmicrocirculante) al diagnóstico, durante el tratamiento y tras finalizar elmismo50. Estos estudios pueden realizarse en el Instituto de InvestigacionesBiomédicas (CSIC-UAM) de Madrid como centro de referencia nacional. 3.24.6.-RETINOBLASTOMA El retinoblastoma es un tumor maligno de la retina de origen embrionario,que se observa en niños pequeños, con una incidencia de 1/20.000 nacidosvivos, Sierrasesúmaga L, et al 1997 56. Los estudios de Knudson en la década de 1970 llevaron a la conclusión deque el tumor se inicia sólo con dos eventos genéticos que se corresponderíancon mutaciones en ambos alelos del gen RB1 Knudson AG Jr., 1971 222. El estudio del cariotipo de los niños con retinoblastoma suele ser normal; sinembargo, el 16 % se asocian a una deleción o translocación del cromosoma 13región q14 (locusconsecuencia de la mutación de un gen supresor tumoral y una disregulacióndel ciclo celular. El gen RB1 funciona como un regulador negativo del ciclo celular y comogen supresor tumoral. Su función se anula cuando mutan o se pierden ambosalelos, permitiendo de esta forma que se activen o sobreexpresen otros genesllamados oncogenes. Se ha comprobado un mecanismo similar al delretinoblastoma para otras neoplasias hereditarias de origen embrionario comoel tumor de Wilms y el neuroblastoma, Stahl A, Zheng L, et al 1997-2001 223, 224.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 95 Publics Health 95
    • 96 El retinoblastoma es un tumor que puede desarrollarse mediante transmisiónhereditaria o bien de forma esporádica:A. Los casos de retinoblastoma hereditario (40 %), con frecuencia bilateral,se producen debido a que el niño presenta un alelo RB1 mutante en la líneagerminal. De esta manera, una sola mutación somática en cualquiera de lascélulas de su retina inactivaría el alelo normal mutante. En estos casos, laenfermedad se hereda según un patrón de herencia autosómica dominante dealta penetrancia.Los individuos portadores de mutaciones germinales en el gen RB1 poseen unriesgo muy superior al de la población general a desarrollar retinoblastoma, asícomo otros tumores como el osteosarcoma, Sierrasesúmaga L, et al 1997 221B. El retinoblastoma esporádico (60 %), en que el tumor es normalmenteunilateral, se origina porque ambos alelos del gen RB1 se han inactivadomediante mutación somática en una sola célula de la retina del niño afectado 56 El estudio genético de una muestra de sangre periférica para detectar elestado de portador con tendencia a desarrollar un retinoblastoma, pudiera estarindicado como método para el consejo genético en familiares de afectados porel tumor. La disponibilidad de estos métodos de estudio permite descartar en laactualidad dicha posibilidad en las familias de niños afectados, con elconsiguiente ahorro de exploraciones innecesarias y la tranquilidad de saberselibre de la amenaza de desarrollar el tumor, Sierrasesúmaga L, Stahl A, 221, 223 En formas unilaterales sin historia familiar previa, el riesgo de transmisión esdel 6% para el primer hijo y del 3% para el segundo si el anterior no presenta laenfermedad. Con padres no afectados y en un primer hijo con retinoblastomaunilateral, el riesgo para un segundo hijo es del 1 y si la afectación es bilateraldel 6%. 3.25.-PREDISPOSICIÓN GENÉTICA EN EL MELANOMA CUTÁNEO La incidencia del melanoma cutáneo en los últimos 20 años ha aumentadoen todo el mundo. Sin embargo la investigación sobre los factores de riesgopotenciales, tanto ambientales como genéticos, nos ha conducido a algunasnuevas e interesantes conclusiones. La radiación ultravioleta es claramente elfactor de riesgo ambiental principal para el melanoma, pero su relación escompleja y controvertida. Respecto a los factores genéticos, el descubrimientode dos clases de genes ha sido un gran avance con más entendimiento debiología del melanocito. CDKN2A (p16) es el prototipo de gen de altapenetrancia y baja prevalencia relacionado con el melanoma o cáncer de pielMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 96 Publics Health 96
    • 97 Este gen se ha sido estudiado en algunas familias con varios miembrosdiagnosticados de melanoma. En la población general con melanoma nofamiliar, los genes de baja penetrancia pero alta prevalencia como el MC1Rparecen ser más interesantes. Los estudios sobre el gen MC1R no sólo hanmostrado su importancia en la pigmentación de la piel y el pelo, sino tambiénen el desarrollo de melanoma. Los estudios funcionales sobre CDKN2A yMC1R nos han llevado a nuevas conclusiones importantes. El análisis de losdatos procedentes de estudios familiares, gemelos y casos-control, con lacolaboración de varios países nos llevará a nuevos descubrimientos. Para laprevención primaria y secundaria de este tumor, debemos fomentar larealización de campañas de salud públicas sobre la exposición al sol y elreconocimiento de individuos con alto riesgo.Fig. 1.Paciente con múltiples lentigos solares en espalda como consecuencia de haberse «quemado» varias veces tras unaexposición solar intensa. Con el número 1 se marca una lesión que correspondía con un melanoma de extensión superficial insitu. A lo largo de su vida, este paciente ha desarrollado 4 melanomas, y también refería antecedentes familiares de melanoma. Sin embargo, la asociación entre melanoma y exposición solar es muycompleja. Aunque el fototipo cutáneo parece ser un factor muy importante encuanto a la mayor probabilidad de aparición de melanoma, existen muchoscasos de melanoma en sujetos de piel morena y/o gran facilidad parabroncearse. Además, la exposición solar crónica de carácter ocupacional se hapropuesto incluso como un factor protector frente al melanoma Elwood JA, et al1997.477 Destacar que estudios de casos y controles, realizados en todo elmundo, para analizar el riesgo de melanoma atribuible a la exposición solarestival y la presencia de quemaduras solares, mostraron unos valores de riesgorelativo muy pequeños, por la que la exposición solar per se no parece ser unfactor pronóstico fiable del riesgo de desarrollar melanoma, Whiteman DC,Bataile V, et al 2001 478 Estos datos apuntan hacia la necesidad de estudiar la interacción entre losfactores ambientales y predisposición genética de ciertos sujetos paracomprender completamente el papel de la radiación UV en el melanoma .MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 97 Publics Health 97
    • 98 3.25.1.-GENES DE PREDISPOSICIÓN AL MELANOMAEl melanoma puede ser considerado como una enfermedad poligénicamultifactorial. Las alteraciones genómicas subyacentes al desarrollo demelanoma pertenecen a dos grandes clases de genes: a) supresores detumores, cuya función es evitar la transformación maligna de las células, y a laque pertenecen la mayoría de los genes relacionados con el melanoma, y b)los oncogenes propiamente dichos, cuya función es estimular la progresióntumoral.Se han identificado genes de susceptibilidad para el melanoma mayores, cuyasdeterminadas mutaciones, caracterizadas por expresarse con una altapenetrancia, pero con baja prevalencia, se asocian a una gran susceptibilidadpara desarrollar melanoma; y otros genes cuyas variedades o polimorfismosson muy frecuentes entre la población general, pero que se expresan con unabaja penetrancia. 3.25.2.-Genes de baja Penetrancia Existe un menor conocimiento y experiencia respecto a los genes de menorpenetrancia de susceptibilidad frente al melanoma. Las mutaciones en estosgenes se asociarían a riesgos menores para desarrollar melanoma, pero aldetectarse con mayor frecuencia entre la población general, su determinacióntendría lógicamente un impacto mayor en la sociedad en términos deprevención sanitaria y seguimiento de pacientes con riesgo. Entre estos genes se encuentra el del receptor 1 de la melanocortina(MC1R). Este gen se localiza en el extremo telomérico del cromosoma16q24.3, y codifica un receptor transmembrana acoplado a proteína Gexpresado por muchos tipos celulares, incluidos los melanocitos de la piel.MC1R es el receptor de péptidos sintetizados en la glándula pituitaria,derivados de la proopiomelanocortina, como la MSH-_ y ACTH. Ambos se unen con la misma afinidad a MC1R, activando una adenilciclasaque incrementa la producción intracelular de monofosfato de adenosina cíclico(AMPc). Éste favorece la transcripción y traducción de tirosinasa, y de estamanera, la síntesis fotoprotectora de eumelanina y la proliferación melanocíticaSturm RA, et al 2002 481.La regulación de la melanogénesis también parece depender de factoresparacrinos, como la proteína de señalización agouti (ASP) 19, o antagonistas deMC1R como la endotelina. Numerosos polimorfismos del gen MC1R se han aislado en la poblaciónmundial, sobre todo en raza caucásica Kanetsky PA, Box NF, et al 2001482-484.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 98 Publics Health 98
    • 99Ante tal diversidad, se estableció por consenso entre los resultados de variosgrupos de trabajo cuál era la variedad o alelo más frecuente o común (wildtype), que recientemente se ha secuenciado completamente y está presente enprincipio en la población asiática y africana Box NF, Smith R, et al 1988 484, 485.Aproximadamente 30 variantes alélicas han sido descritas hasta ahora, nuevede las cuales han demostrado ser variantes con pérdida de función Sturm RA,et al 2001 487. Algunas de estas variantes (Val60Leu, Ile40Thr, Arg142His,Arg151Cys, Arg162Pro, Arg160Trp, Asp294His) son incapaces de sintetizarAMPc con la misma eficacia de la valina.Fig. 2.—Esquema de la melanogénesis. La unión de MSH-_ al receptor de la melanocortina-1 (MC1R) desencadena la síntesis de eumelanina en condiciones normales mediante la estimulación de la tirosinasa vía AMPc. Alteraciones estructurales o funcionales de MC1R dan origen a la síntesis de feomelanina. Fuente; José A. Avilés y Pablo Lázaro Actas Dermosifiliogr 2006; 97(4):229-40MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 99 Publics Health 99
    • 10 0 Tabla que muestra la Susceptibilidad de desarrollo de otros tumores en pacientes con melanoma cutáneo La susceptibilidad para tener un melanoma ha sido descrita en el contextode varios síndromes neoplásicos familiares que incluían cáncer de mama,laringe, gastrointestinal, y sobre todo, páncreas 74-76. Otros síndromes familiaresmás raros asociados a melanoma son la neurofibromatosis tipo I, el síndromede Li-Fraumeni, el retinoblastoma o el melanoma ocular 74-80. Goldstein et al 81observaron que en algunas familias de Estados Unidos portadoras demutaciones del gen CDNK2A parecía existir una mayor prevalencia parapadecer cáncer de páncreas. Borg et al 82 en Holanda, encontraron que endiferentes familias con melanoma familiar existía un riesgo importante decáncer de mama y de páncreas. Sin embargo, trabajos posteriores no han confirmado esta asociación entrela predisposición al melanoma y el desarrollo de otro tipo de cáncer visceral, sinque hasta el momento se haya podido establecer claramente que exista unriesgo adicional para el desarrollo de otras neoplasias distintas al melanomaasociado a esta mutación del p16/CDNK2A, Alao JP, et al 2002 506. Larealización de nuevos estudios es necesaria para determinar si el riesgo detumores familiares está significativamente aumentado en estas familias,además de investigar los posibles mecanismos genéticos comunes entre elmelanoma y otros tumores. El melanoma es una entidad muy importante dentro de la salud pública,debido a su todavía creciente incidencia y su todavía mortal evolución enmuchos casos. Los estudios sobre predisposición genética del melanomadeben continuar trabajando en busca de nuevos genes que permitan elucidar elpapel etiopatogénico de los factores genéticos y ambientales, así como ejercerun mejor seguimiento de los pacientes con alto riesgo de desarrollar unMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 100 Publics Health 100
    • 10 1melanoma, Kefford R, Hayward NK, et al 2003 86,87. Varios loci o genesimplicados en la patogénesis del melanoma han sido identificados. La mayoríade los trabajos realizados hasta ahora se han realizado en familias conmelanoma múltiple y nuevo atípico, siendo las mutaciones en el CDNK2A/p16la mejor conocida y de mayor importancia hasta el momento. Sin embargo, estas mutaciones son muy infrecuentes en la poblacióngeneral, por lo que los esfuerzos en este campo deberían dirigirse amutaciones o desórdenes más fáciles de observar en la población general,como los polimorfismos del MC1R, que además nos ayudarían a entender lacapacidad individual para desarrollar una correcta pigmentación .Para obtener nuevas respuestas a las preguntas que los hallazgos en lagenética del melanoma nos ha planteado en los últimos años, se requierenestudios multihospitalarios, grandes muestras de pacientes, una seleccióncuidadosa de los controles y que sean confirmados en al menos dospoblaciones distintas, lo que conlleva un alto coste de tiempo y medios hastaque puedan ofrecer resultados satisfactorios. Los avances obtenidos en futuros estudios nos permitirán realizar testsgenéticos de susceptibilidad al melanoma en personas con riesgo tanto demelanoma familiar como melanoma esporádico. También existe la posibilidadde crear nuevas estrategias terapéuticas frente al melanoma basadas enterapia génica o pequeñas moléculas sintetizadas con el objetivo de corregir losdefectos en la regulación del ciclo celular, en el caso de p16, o de la capacidadpara sintetizar eumelanina, en los polimorfismos de MC1R asociados almelanoma 3.26.-REVISIÓN ÉTICA DE ESTUDIOS EPIDEMIOLÓGICOS: UNA NECESIDAD Y UNA PROPUESTA El interés por los estudios epidemiológicos se ha incrementadonotablemente en las últimas décadas. Esto se ha debido, entre otros factores, ala madurez adquirida por la epidemiología como disciplina científica y a latrascendencia que los resultados obtenidos en múltiples estudiosepidemiológicos han tenido para la sociedad. A través de los medios decomunicación, la opinión pública ha tenido conocimiento de una gran variedadde factores que afectan, o pueden afectar, a la salud de los ciudadanos. Frecuentemente, los datos obtenidos de la investigación epidemiológica danlugar a conflictos económicos y sociales que, en ocasiones, tienen inclusotrascendencia política, Last JM, et al 1991 1.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 101 Publics Health 101
    • 10 2 Existe siempre un riesgo potencial de utilización, por parte de personasajenas a la investigación, de la información recogida en los estudiosepidemiológicos. Además, hay que reconocer que la sociedad es mucho máspermisiva en el manejo de la información por los periodistas que por losepidemiólogos, Westrin CG, et al 1994 2. Desde hace tiempo, y siguiendo lo establecido en la Declaración de Helsinki,existe un amplio consenso acerca de la necesidad de que toda investigación enseres humanos, antes de su inicio, debe ser sometida a revisión por un comitéindependiente, Royal College of Physicians, CIOMS, et al 1991 3,4. Esto derivadel principio de que los investigadores no deben ser los únicos jueces sobre sila investigación propuesta plantea problemas éticos, Royal College ofPhysicians, 1996 3. Es más, a pesar de que la Declaración de Helsinki sólo establece que elprotocolo del estudio ha de ser sometido a un comité para «que lo examine,comente y enjuicie», de hecho las regulaciones de los países occidentalesexigen la aprobación previa del protocolo por un comité antes de que el estudiopueda iniciarse, Dal-Ré R, Department of Health and Human Services, et al1995 5,6. Estos comités independientes reciben diversos nombres dependiendo delpaís que se trate: así, por ejemplo, en España se conocen como ComitésÉticos de Investigación Clínica (CEIC), en los EE.UU. como IRB (InstitutionalReview Boards) y, en fin, en el Reino Unido como (Local) Research EthicsCommittees. Todos ellos se ocupan de evaluar propuestas de investigaciónmédica, y no deben confundirse con aquellos comités, existentes en multitud decentros hospitalarios, que se ocupan de los aspectos éticos de la prácticamédica asistencial. A partir de este momento se entenderá por comités aaquellos que evalúan protocolos de investigación. 3.26.1.-PRÁCTICA E INVESTIGACIÓNES MÉDICASEn ocasiones, es difícil distinguir entre práctica e investigación médicas. Hayque admitir que, a veces, ambas concurren en la misma actividad 7. Se aceptaque la práctica médica es aquella actividad que se realiza con el únicopropósito de beneficiar al individuo (sano o enfermo), teniendo una probabilidadrazonable de éxito 3,7. Por el contrario, investigación es toda actividad diseñadapara probar una hipótesis, que permita obtener conclusiones y, por ello,desarrollar o contribuir a la generalización del conocimiento; en general, todoproyecto de investigación queda plasmado en un protocolo que establece elobjetivo y los procedimientos que permitirán alcanzarlo, CIOMS, Department ofHealth and Human Services, 1995 4,7.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 102 Publics Health 102
    • 10 3 3.26.2.-OBJETIVOS DE LOS COMITÉS EN LA REVISIÓN DE INVESTIGACIONES MÉDICAS Los comités tienen como objetivos primordiales el mantenimiento de losestándares éticos en la investigación, proteger a los sujetos del posible dañoque su participación pueda ocasionar y proteger los derechos de los mismos 3.Además, asegura a la sociedad que todo lo anterior se está cumpliendo, por loque también puede proteger a los investigadores e instituciones de críticasinjustificadas 3,8. Para lograr estos objetivos, los comités deberán no sóloevaluar los aspectos éticos de la investigación propuesta (beneficios/riesgos),sino también la validez científica de la misma. Una investigación mal diseñadano es éticamente aceptable por cuanto puede exponer a los sujetos a riesgos oincomodidades de los que no se obtendrán datos válidos que permitan ampliarlos conocimientos3, 4. En la evaluación ética, el comité deberá contemplar losbeneficios y riesgos que el estudio puede comportar para los sujetos, susfamiliares y la sociedad en general (o una parte de ella)7. Como es bien sabidopor los miembros de estos comités, los riesgos psicológicos y socialesasociados a una investigación son muy difíciles de evaluar9. Los resultados deun estudio epidemiológico pueden producir daño a una población tanto directacomo indirectamente, a través de la adopción de leyes o políticas que puedentener efectos negativos en esos ciudadanos, Capron AM, 1991 10 Toda investigación en seres humanos plantea problemas éticos, aunqueéstos puedan ser menores. Como se verá más adelante, hay variasaproximaciones a la investigación epidemiológica, que plantean problemaséticos dispares. Ahora bien, en la práctica totalidad de los pasos de un estudioepidemiológico se pueden plantear problemas éticos, Susser M, 1978 11. Desde una perspectiva global, conviene mencionar dos aspectos que loscomités deben tener presente: a) aunque los principios de autonomía,beneficencia y justicia se consideran universales, hay que reconocer lalegitimidad del pluralismo ético dentro de unos límites específicos12, y b) entoda investigación médica, la Declaración de Helsinki establece que losintereses de los individuos deben prevalecer sobre los de la ciencia y lasociedad. Esto es especialmente relevante para la epidemiología pues, aunque laDeclaración de Helsinki está enfocada al investigador médico 13, el hecho deque deba ser aceptada por los investigadores 4 implica que su cumplimiento hade ser preservado por todos los profesionales que realizan investigacionesepidemiológicas, sin que importe la titulación académica de los mismos, RoyalCollege of Physicians, et al 1996 3. 3.27.-ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVASMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 103 Publics Health 103
    • 10 4 3.27.1.-Genética y la enfermedad de Parkinson : Revisión de actualidades La Enfermedad de Parkinson (EP) se define como un desordenneurodegenerativo que surge como resultado de la pérdida de célulasdopaminérgicas en la sustancia pars nigra compacta. Clínicamente, la EP secaracteriza por temblor en reposo, rigidez, bradicinesia e inestabilidad postural. La EP es la forma más frecuente de parkinsonismo y el segundo desordenneurodegenerativo más frecuente, después de la enfermedad de Alzheimer. Seestima que la EP afecta de 1% a 3% de la población mayor de 60 años. Laincidencia en general es de 13.4 por 100 000 personas. La EP es una enfermedad con etiología compleja en la que se requiere delefecto aditivo de factores genéticos y ambientales. A pesar de que existenformas monogénicas, se cree que la gran mayoría de los casos se deben acausas multifactoriales. Más de 10 loci han sido relacionados con la EP y sehan logrado definir patrones de herencia dominantes y recesivos según el genimplicado así como el cuadro clínico asociado. Este conocimiento ha permitidomayor comprensión acerca de la fisiopatología del padecimiento explicando laexistencia de daño neuronal, muerte de neuronas dopaminérgicas, daño porestrés oxidativo, daño por acumulación de sustancias tóxicas, entre otras. Aunasí, los conocimientos genéticos actuales permiten explicar poco menos de10% de todos los casos de EP y es por eso de gran importancia brindarasesoramiento genético individualizado tanto al paciente como a sus familiares. La genética médica proporciona un campo amplio de investigación alrespecto de esta enfermedad neurodegenerativa, no sólo para una mejorcomprensión de su patogenia sino para elucidar vías terapéuticas máseficientes y de mejor beneficio para los pacientes con EP. 3.27.2.-INTRODUCCIÓN A LA ENFERMEDAD DE PARKINSON La enfermedad de Parkinson (EP) fue descrita por primera vez en 1817 porJames Parkinson, como una condición que consiste en: movimientostemblorosos involuntarios, con disminución de la potencia muscular en lamovilidad pasiva y activa, con propensión a encorvar el tronco hacia adelante yde pasar de caminar a correr; los sentidos y el intelecto no sufren mayor daño.1Actualmente, se define como un desorden neurológico progresivo que surgecomo resultado de la pérdida de células dopaminérgicas en la parte compactade la sustancia negra.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 104 Publics Health 104
    • 10 5 Además de la sintomatología previamente descrita, la EP también seacompaña de temblor en reposo, rigidez, bradicinesia e inestabilidad postural.2También puede ser acompañada por manifestaciones psiquiátricas comodepresión y alucinaciones visuales. Los síntomas no motores, como pérdida delolfato, síntomas autonómicos y demencia, afectan la calidad de vida yesperanza de vida de estos pacientes. Los síntomas no motores y psiquiátricosno están presentes de forma uniforme en todos los pacientes. La demenciaafecta 20% a 40% de los casos. La variabilidad clínica se debe a la influenciade múltiples factores ambientales y genes de susceptibilidad. La EP es la forma más frecuente de parkinsonismo y el segundo desordenneurodegenerativo más frecuente, después de la enfermedad de Alzheimer.3Se estima una prevalencia de 0.3% en la población general. Cabe recalcar quede 1% a 3% de todas las personas mayores de 60 años padece EP. Como laesperanza de vida ha ido en aumento, se considera una patología importante yfrecuente en la población adulta mayor. La incidencia general es de 13.4 por100 000 personas.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 105 Publics Health 105
    • 10 6 Desde el punto de vista genético, es una enfermedad compleja ymultifactorial ya que contribuyen factores genéticos y ambientales. Hastaahora, las causas genéticas han podido explicar hasta 10% de todos los casosde EP. El análisis de los antecedentes familiares permite dividir a la EP enesporádica y familiar (Pankrats N, 2007) 269 De los casos, 10% a 25% presentanun patrón de herencia familiar determinado, ya sea dominante o recesivo. Elresto de los casos, en donde no se puede identificar una mutación o que nopresenta un patrón de herencia específico, se consideran esporádicos. Como la EP es una enfermedad genéticamente heterogénea y de herenciacompleja el riesgo empírico para cualquier persona a desarrollar EP es de 1% a2%. Cuando hay antecedentes familiares positivos para esta enfermedad elriesgo acumulado para desarrollar EP es de 3% a 7% haciendo notar laimportancia de los factores genéticos asociados. Se han identificado mutaciones y polimorfismos en más de 10 genesrelacionados con la EP ya sea como causales o genes de susceptibilidad parala enfermedad. Vidrio Morgado H, et al 2007 270. Como por ejemplo, la presenciadel alelo ε López M, et al 2007 271 de ApoE, al igual que en la enfermedad deAlzheimer, ha sido asociado como factor de susceptibilidad para desarrollar EP.Lladó A, et al 2006 273 Seis de estos genes (PARK1, PARK2, PARK5, PARK6,PARK7 y PARK8) han sido fuertemente implicados como causales o comofactores de susceptibilidad para EP.3-5 PARK3 sólo se ha identificado enfamilias alemanas y aunque el locus ha sido mapeado a la región 2p13, no seha podido identificar el gen responsable. El gen SPR que codifica para lasepiapterina reductasa es considerado como gen candidato para PARK3 yaque se ha demostrado asociación con EP esporádico y familiar.6 PARK4 ya nose considera como un locus independiente ya que se demostró ser unaexpansión del gen de PARK1 (α-sinucleína). Existen otros locus recientementerelacionados con EP pero aún no se ha podido establecer su significanciaclínica, por lo cual continúan en investigación (Lladó A, et al 2006) .273 Es importante recalcar que las mutaciones reportadas en PARK1, PARK2,PARK5, PARK6 y PARK7 explican hasta 5% de todos los casos de EP. PARK8o LRRK2 explica 2% a 7% de todos los casos de EP a nivel mundial. Esteúltimo, también ha demostrado ser responsable de 20% a 40% de los casos deEP en judíos Askenazi y árabes del norte de África, Lladó A, et al 2006 273. Espor eso que el análisis de polimorfismos y mutaciones del gen LRRK2 seconsidera un factor genético importante ya sea como factor de riesgo adesarrollar la enfermedad o hasta como un gen de causalidad con herenciaautosómica dominante. Por lo tanto, la búsqueda de otros factores de riesgogenéticos de susceptibilidad continúa en vigor. La enfermedad de Parkinson (EP) presenta un cuadro clínico característicoconformado por temblor en reposo, rigidez, bradicinesia e inestabilidadMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 106 Publics Health 106
    • 10 7postural. Cabe recalcar que se acompaña de muchos otros síntomas nomotores que coexisten con los motores. Hasta 60% de los pacientes presentansíntomas adicionales que consisten en alteraciones autonómicas, sensoriales ydificultades cognitivas y del comportamiento. Por ejemplo, la depresión y lademencia contribuyen a un descenso en la calidad de vida independientementede las dificultades motoras. El manejo y tratamiento de estos síntomas asociados son de igualimportancia que los síntomas motores ya que permiten un mejor manejo ycontrol del paciente y su calidad de vida. Aunado a esto se asocia lapercepción de la EP en los familiares del paciente y los riesgos que pudieranexistir de que ellos manifiesten el padecimiento. Es por eso que se requiere unequipo multidisciplinario para el apoyo y manejo integral del paciente y lafamilia con EP. El asesoramiento genético es de igual importancia que el manejo sintomáticodel paciente con EP ya que se puede establecer un patrón de herencia ydeterminar factores genéticos que pudieran agregar susceptibilidad a presentarla enfermedad. La investigación genética molecular ha dedicado tiempo endetectar genes responsables de la EP y lograr establecer una correlacióngenotipo-fenotipo, (Pandya M, Cubu CS, Girouz ML. Parkinson Disease: Notjust a movement desorders Clev Clin J Med, 2008, 7: 856-864) La EP se considera esporádica en la gran mayoría de los casos (casi 90%)pero estudios de ligamiento han permitido identificar genes responsables deformas familiares de EP con patrón de herencia autosómico dominante yrecesivo. Aproximadamente, sólo 5% a 10% de todos los pacientes con EP sonportadores de una mutación conocida responsable de causas monogénicas deeste desorden 10 En la Tabla 1 se puede observar los genes y loci relacionadoshasta el momento con la EP. A continuación se describen las formasmonogénicas de la EP con alta relevancia a nivel mundial en un orden crono-lógico y posteriormente, se describen otros genes y loci implicados con la EPpero con una colaboración incierta o controversial. 3.27.3.-FORMAS MONOGÉNICAS DE LA ENFERMEDAD DE PARKINSON El gen PARK1/PARK4 o SNCA codifica para la α-sinucleína, que ha sidofuertemente asociada a EP familiar formando cúmulos de proteína anormalconocidos como cuerpos de Lewy.4 Han sido identificados previamente encasos familiares de EP con herencia autosómica dominante tres mutaciones desentido equivocado (A53T, A30P y E64K) así como duplicaciones ytriplicaciones de este locus que contiene al gen SNCA. El fenotipo de estospacientes se caracteriza por ser EP de inicio temprano, progresión rápida y altaprevalencia de demencia y otras alteraciones psiquiátricas y autonómicas. SeMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 107 Publics Health 107
    • 10 8cree que los cambios en la expresión o la presencia de mutaciones en la α-sinucleína tienen efectos neurotóxicos en las neuronas dopaminérgicas. Losmonómeros de α-sinucleína forman fibrillas y protofibrillas que son tóxicas enlas neuronas productoras de dopamina en la sustancia negra. El gen PARK2 o PRKN codifica para la proteína parkina, con mutacionesasociadas a formas autosómicas recesivas de inicio temprano o juvenil de EPcon progresión lenta.10 Se han descrito múltiples mutaciones en este gen res-ponsables de la forma autosómica recesiva. También se han reportadopolimorfismos como S167N, R366W y V380L asociados a un riesgo elevado depresentar EP esporádico. Tan EK, 2007 277. La parkina se localiza de formapreferencial en las sinapsis y su principal función es de ubiquitin ligasa,importante en la vía de degradación proteín-ubiquitina. Se caracteriza porpresentar degeneración en la parte compacta de la sustancia negra conausencia de cuerpos de Lewy. PARK6 o PINK1 codifica para la proteína cinasa PTEN 1 (PTEN inducedputative kinase 1) y el gen PARK7 o DJ-1 codifica para la proteína DJ-1, ambasimplicadas en procesos de neuroprotección. Es decir, la alteración en estasproteínas está implicada en disfunción mitocondrial y estrés oxidativo. También,ambos genes han sido mapeados en 1p36. Aunque aún no se comprende lapatología, se han encontrado mutaciones en ambos genes en pacientes conEP de inicio temprano pero con progresión característicamente lenta y altaincidencia de manifestaciones psiquiátricas. Farrer MJ, 2006 278. La incidenciade estas alteraciones es desconocida pero se considera rara, responsable de1% de los casos de EP autosómico recesivo de inicio temprano. Funuyama M,et al 2005 275. De manera particular, el gen PARK8 o LRRK2 codifica para la proteínadardarina o LRRK2 (leucine-rich repeat kinase 2) la cual posee una actividadde cinasa que permite interactuar con la proteína parkina. Su disfunción seasocia a una incapacidad de mantener la estabilidad de las neuronasdopaminérgicas. Lladó A, et al 2006, Gabriela Elizondo-Cárdenas, et al, 7, 13También se ha asociado a una disfunción en los mecanismos de transportevesicular intracelular, es decir en la regulación de la endocitosis de vesículassinápticas.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 108 Publics Health 108
    • 10 9 Fuente: Pandya M, Cubu CS, Girouz ML. Parkinson Disease: Not just a movement desorders Clev Clin J Med, 2008, 7: 856- 864.9 Se han descrito más de 40 mutaciones en donde la gran mayoría sonmutaciones de sentido equivocado. La mutación G2019S del gen LRRK2 es laresponsable de 1% a 2% de los casos esporádicos de EP y de 5% a 6% de loscasos familiares de EP en árabes de África del Norte y con una alta prevalenciaen judíos askenazi (20% a 40%).8, 17 Esta mutación ha mostrado ser depenetrancia incompleta (sólo 32%). Esta mutación no se ha reportado en lapoblación asiática, y es considerada como la más frecuente en LRRK2.18, 19 Lasegunda mutación más importante reportada en el gen LRRK2 es laR1441G/C, que aunque se desconoce su prevalencia a nivel mundial, pareceestar restringida a pacientes con ascendencia española o hispana, sobre todode la etnia vasca. Farrer MJ, et al 2006. 12 Como se sabe, la poblaciónmexicana está compuesta por un alto mestizaje con ascendencia indígena,asiática y española, incluida la etnia vasca. La tendencia actual es que LRRK2se comienza a considerar como el principal gen relacionado no sólo con la EPcon herencia autosómica dominante, sino también con la EP de tipoesporádico.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 109 Publics Health 109
    • 11 0 3.27.4.-OTROS GENES Y LOCI ASOCIADOS CON LA ENFERMEDAD DE PARKINSON El gen PARK5 o UCHL1 codifica para una proteína de la familia deubiquitinas conocida como esterasa ubiquitina carboxi-terminal L1 asociada aEP. La mutación I93M del gen UCHL1 sólo se ha encontrado en una familia deorigen alemán. En múltiples estudios posteriores, no se ha podido identificarotros portadores de esta mutación u otras mutaciones, por lo tanto, este reportepudo ser el resultado de un polimorfismo coincidental, más que ser consideradocomo factor de riesgo para EP. Pankrats N. et al 2007, Sharma M, Farrer MJ, etal 2006 269, 272, 278 El gen ATP13A2 mapeado en el locus de PARK9 es responsable de unaforma atípica de parkinsonismo conocida como enfermedad de Kufor-Rakeb.8 Se caracteriza por presentar un patrón de herencia autosómico recesivo, serinicio juvenil con degeneración piramidal y disfunción cognitiva. El genATP13A2 codifica para una proteína lisosomal tipo-P involucrada en las vías dedegradación celular. Se cree importante para la degradación de agregados deα-sinucleína y que su disfunción podría explicar los síntomas de parkinsonismo.20 Se debate si esta patología debe ser considerada como un fenotipo diferentey aparte de la EP clásica. El gen GBA codifica para la glucocerebrocidasa y cuya versión mutante es lacausa de enfermedad de Gaucher, una enfermedad lisosomal autosómicarecesiva. Mutaciones en el gen GBA también han sido fuertemente asociadascon la EP. Se han reportado más de 200 mutaciones y se estima que 2% a 4%de los pacientes con EP caucásicos presentan mutaciones en GBA. Se creeque estas mutaciones actúan como factor de riesgo para presentar la EP. Otros loci han sido asociados como candidatos pero los genes responsablesaún no han sido identificados, como es en el caso del locus PARK12 mapeadoen Xq21. En otros casos, la significancia clínica de ciertos loci no han sidodemostrada (PARK3, PARK10, PARK11 y PARK13). En el caso del genPLA2G6 o PARK14 y del gen FBXO7 o PARK15, que participan en vías dedegradación ubiquitin-proteosoma, han sido asociados únicamente a formasatípicas de EP. Como se explicó con anterioridad, la EP es una enfermedad complejamultifactorial en donde no sólo los factores ambientales son importantes.Tampoco se trata de una enfermedad monogénica en donde un solo gen es elcausante de la patología. Tabla 1. Loci y genes asociados con la EP.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 110 Publics Health 110
    • 11 1 Locus Gen Herencia y No. OMIM comentarios* PARK1, SNCA AD, primer 168601 4q21 gen identificado PARK2, PRKN AR, causa 602544 6q25 más frecuente de EP juvenil PARK3, SPR? AD, 602404 2p13 controversial PARK4, SNCA AD, 168601 4q21 duplicación o triplicación del gen PARK5, UCHL1 AD 191342 4p14 PARK6, PINK1 AR, segunda 605909 1p36 causa de EP juvenil PARK7, DJ-1 AR 606324 1p36 PARK8, LRRK2 AD, causa 607060 12q12 más frecuente de EP dominante PARK9, ATP13A2 AR, EP con 606693 1p36 demencia y espasticidad PARK10, ¿? ¿? 606852 1p32 PARK11, GIGYF2? AD 607688 2q37 PARK12, ¿? ¿? 300557 Xq21 PARK13, HTRA2 ¿? 610297 2p12 PARK14, PLA2G6 AR, EP con 612953 22q13 disfonía de inicio tardío PARK15, FBXO7 AR, EP con 260300 22q12 demencia y espasticidadFuente: Gabriela Elizondo-Cárdenas, Genética y la enfermedad de Parkinson, Revisión de actualidades, Revista: Medicina Universitaria 2011, 13 (51):96-100 3.28.-TIPOS DE ESTUDIOS EPIDEMIOLÓGICOS Y SU REVISIÓN POR UN COMITÉ: UNA NECESIDAD Y UNA PROPUESTA La epidemiología es el estudio de la distribución y los determinantes de losestados de salud o de los acontecimientos de poblaciones específicas, y laaplicación de este estudio al control de los problemas de salud, Last JM, et al1991 239. El término «estudio» incluye: observaciones en la práctica de la saludpública (p. ej., identificación de la fuente de un brote epidémico); estudiosobservacionales para la comprobación de una hipótesis mediante estudiostransversales, de casos y controles y de cohortes, y estudios experimentalestales como los ensayos clínicos aleatorizados, donde hay intervención ademásde observación por parte del investigador. Desde otras perspectivas, laMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 111 Publics Health 111
    • 11 2investigación médica se clasifica en, Royal College of Physicians, et al, 1996:aquella que no tiene interferencia directa con los sujetos (no invasiva, nointrusiva) y la que sí la tiene, ya sea de tipo psicológico, físico o que interfierecon la intimidad de los sujetos, y aquella que puede beneficiar al sujetoparticipante (investigación terapéutica) o que no le beneficiará, o es muyimprobable que así ocurra (no terapéutica). Se acepta sin reparos que, cuando se pretenda investigar un broteepidémico de un enfermedad transmisible, el protocolo de estudio puedeiniciarse sin la aprobación de un comité; el investigador deberá respetar, hastael extremo que sea posible, los derechos de los sujetos, es decir, su libertad,intimidad y confidencialidad, CIOMS, et al 1995 229 En estos casos hay que proceder sin dilación para identificar y controlar losriesgos para la salud de los ciudadanos, sin tener que esperar a la aprobaciónformal de un comité, CIOMS, et al 1991, 229. Esperar a que todos los comités delos centros involucrados aprueben el protocolo de estudio supone una tardanzaen el inicio de éste de tal magnitud que puede dar lugar a una situación noética. Como ejemplo, baste mencionar el caso de un estudio sobre la listeriosisen el Reino Unido, en el que los autores entienden que el retraso en el iniciodel estudio impidió una identificación temprana de los vehículos de la infecciónque, a su vez, habría evitado, al menos, parte de la morbilidad y mortalidadasociada a la listeriosis, Pelerin M, et al 1992 Los estudios experimentales, sean o no terapéuticos, se pueden realizartanto en individuos como en poblaciones. Con respecto a este tipo de estudios,hay un acuerdo generalizado de que el protocolo del estudio debe ser sometidoa revisión por un comité de ética, y éste debe tener la certeza de que lossujetos otorgarán el consentimiento informado para participar en el ensayoclínico, Royal College of Physicians, CIOMS et al 1991 228, 229 . La normativaespañola vigente así lo establece. Los comités deberán revisar con especialatención los estudios no terapéuticos, en los que se interfiere con los sujetosCIOMS, et al 1991229 . El requerimiento de revisión por un comité del protocolo de los estudiosobservacionales y de la necesidad de la obtención del consentimientoinformado de los participantes es más controvertido, como ocurre, por ejemplo,con estudios realizados con datos provenientes de historias clínicas y deencuestas. Algunos Consejos nacionales (Canadá y Australia) responsables deemitir códigos éticos para la investigación médica han mencionadoexplícitamente la naturaleza singular de la investigación epidemiológica,permitiendo el acceso a historias médicas y registros similares, siempre ycuando se asegure que se respetará la intimidad del sujeto, y que lainformación se haga pública sólo en la forma de estadísticas agregadas, LastJM. Et al 1990 226 El uso de las historias clínicas de los pacientes, sin que éstosMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 112 Publics Health 112
    • 11 3estén involucrados (investigación no intrusiva), es en principio éticamenteaceptable, siempre y cuando se preserve la intimidad y el anonimato de lossujetos 3,18. Por primera vez, la normativa británica exige, desde 1991, que paralos estudios que se realizan gracias a los datos procedentes de las historiasclínicas de los pacientes se obtenga la aprobación de un comité, Department ofHealth, Moodie PCE. Et al 1991, 1992, 244, 245. En estos estudios y cuando laobtención del consentimiento informado sea impracticable, el comité deberáaprobar el proyecto cuando considere que el valor del estudio supera, en elinterés público, el principio de autonomía del sujeto; se entiende que elconsentimiento para utilizar las historias clínicas ha sido delegado en el comité.Sin embargo, no hay un acuerdo generalizado sobre la necesidad de que losestudios no intrusivos que se realizan con datos procedentes de historiasclínicas deban ser aprobados por un comité. Así, recientemente se ha planteado en el Reino Unido que este tipo deestudios no debieran requerir aprobación previa de un comité & SHY;ni laobtención del consentimiento informado & SHY; siempre y cuando (JR CollPhysicians (Lond): a) se obtenga autorización explícita para el uso de esos datosdel médico de cada paciente; b) el investigador que obtiene la información seaun profesional capacitado, sujeto a la disciplina del organismo profesional alque pertenece si se rompe la confidencialidad; c) la confidencialidad estéasegurada a través de los códigos éticos de conducta profesional, y d) seasegure el anonimato en todo informe o publicación. Con respecto a los estudios realizados a través de encuestas y/o entrevistas,hay quienes entienden que son seguros, no invasivos, no implicanprocedimientos peligrosos para los sujetos y no rompen la confidencialidadmédica 21. Sin embargo, la normativa británica vigente especifica la necesidadde aprobación previa por un comité, Simón- Sánchez J, et al 2008. Esto no esóbice para que la interpretación de estos comités cuando se enfrentan a unestudio de estas características sea dispar, desde aquellos que requieren laaprobación del protocolo hasta los que entienden que ésta no es su labor,.Muchos comités esperan que los investigadores sometan este tipo deproyectos a su consideración, ya que entienden que algunas de las preguntaspueden causar ansiedad a los sujetos. En los EE.UU. no requieren aprobación de un comité las investigaciones quese llevan a cabo mediante la recogida de datos ya disponibles, si son deldominio público o si la información recogida por el investigador se hace deforma anónima. Lo mismo se aplica a estudios que se realizan a través deencuestas o entrevistas a los sujetos, siempre y cuando la información recogidalo sea de forma anónima; requerirá aprobación del comité si la eventualrevelación de las respuestas de los sujetos al margen de la investigación puederazonablemente colocarles en riesgo de dañar su situación económica, deMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 113 Publics Health 113
    • 11 4empleo o su reputación, o de tener cualquier tipo de responsabilidad civil openal. En otro tipo de estudios, el comité deberá aprobar el protocolo de lainvestigación. En este sentido, las regulaciones federales de los EE.UU.establecen que el comité podrá aprobar una investigación en la que no seobtendrá el consentimiento informado de los sujetos siempre y cuando: lainvestigación no suponga más que un riesgo mínimo de daño para los sujetos;no se dañarán los derechos y el bienestar de aquéllos; la investigación no sepodría realizar sin esta premisa, y, cuando fuera apropiado, se proveerá a lossujetos con la información pertinente después de su participación 6. Sinembargo, hay múltiples ejemplos de cómo los comités exigen ciertosrequerimientos para la aprobación de estudios tales como los de casos ycontroles, que no cumplen las regulaciones establecidas, imponiendo barrerasinjustificadas a la investigación, Cann CI, Rothman KJ, Hotopf M, et al 1984-1995249, 250 El hecho de que un sujeto rellene un cuestionario se puede considerar comoque consiente a participar en la investigación, siempre y cuando aquél entiendaque no está obligado a rellenarlo. En las entrevistas y encuestas, los sujetospueden suspender su participación en cualquier momento, o responder sólo aaquellas cuestiones que deseen: esto diferencia enormemente a lainvestigación que se realiza mediante estos métodos del resto de estudiosepidemiológicos, Cann CI, et al 1984 249. Debido a que la participación de unnúmero elevado de sujetos es casi un requerimiento obligado para que lainvestigación no quede sesgada de forma determinante, que los comitésimpongan requerimientos innecesarios (como, por ejemplo, la obtención delconsentimiento informado de los sujetos) puede llegar a impedir la realizaciónde este tipo de estudios 24,25. Además, se ha observado que la mayor parte delos participantes de estos estudios los perciben positivamente, Cann CI, et al1984 249. Las investigaciones epidemiológicas en las que se utilizan de forma anónimamuestras de tejidos y/o de fluidos (orina, líquido pleural y muestras debiopsias), obtenidas a través del tratamiento habitual, no requieren niaprobación por un comité ni la obtención del consentimiento informado delsujeto o sus familiares. En los EE.UU., este tipo de investigaciones norequieren aprobación del comité si las fuentes son de dominio público o si losdatos se recogen por el investigador de forma anónima; si no son anónimas,deberá someterse el protocolo del estudio a consideración por un comité 6.Ahora bien, cuando el estudio requiere identificar a los pacientes con losresultados de las muestras almacenadas, pero no es necesario que elinvestigador se ponga en contacto con los enfermos, en el Reino Unido hayquienes entienden que tampoco necesitarán aprobación de comité alguno niobtención del consentimiento informado, si se cumplen las condicionesMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 114 Publics Health 114
    • 11 5mencionadas para los estudios que se realizan con historias clínicas 18. En lasinvestigaciones genéticas a realizar en los EE.UU. se aplicarán los mismosprincipios que para otro tipo de investigación planteada por medio de lautilización de muestras tisulares almacenadas, Department of Health and HumanServices, Clayton EW, et al 1995 244, 251. Sin embargo, un grupo de trabajo constituido por científicos, eticistas,abogados y consumidores americanos concluyó que los comités podríanrevisar todos los protocolos de investigaciones genéticas, incluso aquellas quese realicen en muestras anónimas, con el objetivo de determinar su validezcientífica, si la propuesta plantea un problema relevante, y si la información quese desea alcanzar pudiera obtenerse con un protocolo que permita a losindividuos otorgar su consentimiento, Clayton EW, et al 1995251 .La fuente de financiación &SHY; privada o pública & SHY; del estudio no afectaal requerimiento de la revisión del protocolo por un comité 4. Esto también esaplicable para aquellos estudios en los que el promotor tiene capacidad legalpara permitir el acceso de los datos a los investigadores 4. Para los estudiosque se realicen en el extranjero, los investigadores tienen que tener presenteque han de cumplir con las normas éticas de nuestro país y de las del (los) país(-es) donde se va a realizar la investigación, por lo que, en ocasiones, deberánsometer el proyecto a comités de cada país, CIOMS, et al 1991229.En aquellas circunstancias en las que un investigador tiene dudas acerca de siel trabajo epidemiológico que se propone realizar pueda considerarse comoinvestigación o práctica, se aconseja someterlo a un comité, CIOMS, et al 1991229. 3.28.1.-RECLUTAMIENTO DE VOLUNTARIOS Cuando el estudio requiera la participación activa de sujetos sanos en otrainstitución diferente a la que pertenece el comité que aprueba el estudio, elinvestigador debe obtener una aprobación global del estudio del responsablede aquélla en el caso de que la participación pueda afectar negativamente elbienestar o el trabajo cotidiano de los voluntarios, Royal College of Physicians,et al 1996 228. Si se decidiese utilizar anuncios (p. ej., en prensa, o carteles enuna institución), éstos deben ser aprobados por el comité que revisa elproyecto o por su representante en la institución donde se van a difundir, RoyalCollege of Physicians, 1996 228. Es aconsejable que cuando se desee aproximarse a los pacientes quepresentan una determinada patología objeto del estudio, el investigador lo hagaa través de los médicos de los propios pacientes o tras haber obtenido elconsentimiento de aquéllos 24. El investigador enviará una carta al pacienteMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 115 Publics Health 115
    • 11 6invitándole a participar en el estudio, explicando en qué consiste éste einformándole que su médico ha aprobado su participación 24. 3.28.2.-COMPOSICIÓN DE UN COMITÉ Para la correcta revisión de protocolos de investigación en seres humanos,el comité debe estar constituido por miembros cuya actividad sea diversa,desde la médica hasta la legal, de forma que se asegure que la evaluación serealizará desde múltiples puntos de vista. En los EE.UU. se especifica que almenos uno de los miembros tendrá como principal actividad la investigación,mientras que otro, al menos, su principal preocupación no será científica(miembro lego); un miembro no estará afiliado a la institución a la quepertenezca el comité; los miembros no podrán ser todos del mismo sexo ni dela misma profesión, Department of Health and Human Services, et al 1995 228.En el Reino Unido, los comités deberán incluir entre sus miembros (de uno yotro sexo) a médicos hospitalarios, enfermeras, médicos generales y dos o máslegos, uno de los cuales no debe tener conexión profesional alguna con elcuidado de la salud, Department of Health, et al 1991, et al1991 231. En España, losCEIC deben estar constituidos por médicos & SHY; uno de los cuales seráfarmacólogo clínico & SHY; un farmacéutico de hospital, algún miembro delpersonal de enfermería y, al menos, dos miembros legos, uno de los cualesdeberá ser licenciado en derecho, Real Decreto 561/1993, de 16 de abril. BOE,13 de mayo de 1993. 241 La función del miembro lego es asegurar que los intereses del sujeto noestán subordinados a los requerimientos de la investigación; además, aseguraa la opinión pública la protección de los intereses del sujeto, Robinson K.et al1991 252. El papel del miembro lego es especialmente importante en lasinvestigaciones a realizar en individuos sanos, Robinson K.et al 1991 252. 27.Como la investigación epidemiológica difiere en aspectos importantes de lainvestigación clínica, Report of a working group to the Royal College of Physicians, etal 1994 243, en la composición de estos comités deberían incluirseepidemiólogos, CIOMS, et al 1991224. Sin embargo, se reconoce que paraaspectos en los que el comité carece de suficiente conocimiento y/oexperiencia, podrá obtener asesoría de expertos en esas materias, sean estascientíficas, legales o éticas 6, 16,19, hecho que se repite con asiduidad en muchosde los CEIC actualmente en funcionamiento en nuestro país. Por último, laindependencia del comité queda salvaguardada al excluir en la evaluación deun proyecto a todo miembro del mismo que tenga interés directo en lainvestigación propuesta CIOMS, et al 1991224. 3.28.3.-ESTUDIOS MULTICÉNTRICOSMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 116 Publics Health 116
    • 11 7 En la mayor parte de los países occidentales, el protocolo de unainvestigación que se realizará en varios centros deberá ser aprobado por cadauno de los comités responsables de la revisión de los estudios a realizar encada centro, o en su área geográfica e institucional de responsabilidad. Esto esespecialmente relevante en los estudios epidemiológicos, muchos de los cualesinvolucran a decenas de centros. Este requerimiento ha dado lugar a múltiplesproblemas, desde el retraso en el inicio del estudio hasta los meramenteeconómicos. La dilación en la obtención de la aprobación del protocolo por parte de loscomités con frecuencia origina retrasos de varios meses en la iniciación delestudio. En ciertos casos, estos retrasos han provocado implicacionesnegativas en la salud pública18, y no hay que olvidar que los comités tienen laresponsabilidad de facilitar la realización de la investigación ética, además deimpedir la que no lo es. En los EE.UU., ya en 1985 Soskolne, et al 1989 238 planteó la necesidad deunas normas que abordasen cómo los epidemiólogos debían interaccionar conlos comités y la falta de conocimientos científicos de éstos en la revisión deprotocolos epidemiológicos. Desde la pasada década, se ha insistido en quemuchos de los comités carecen de suficiente experiencia y conocimientos parala revisión de muchas de las propuestas que reciben, lo que da lugar a unagran variabilidad en las respuestas de los comités, muchas de ellas soncontradictorias, inconsistentes y ambiguas, y cuya resolución consume muchotiempo, Middle C, Hotopf M, Garfield P, Horwitz R, et al 1992-1995 247, 250, 255, 259. Es más, en ocasiones, algunos comités con criterios muy restrictivosproponen cambios en el estudio que van más allá de su labor de revisión ético-científica, lo que obliga a los investigadores a suprimir la participación dealgunos centros 25,33. El modo de revisar, desde el punto de vista ético, unestudio multicéntrico se ha abordado de formas diversas. Así, la regulaciónactual de los EE.UU. permite la participación de un centro si éste delega larevisión ética en el comité de un tercero, o si se ha llegado al acuerdo derealizar una revisión conjunta6. Por el contrario, en el Reino Unido la AsociaciónBritánica de Médicos propuso en 1986, con el acuerdo del Consejo General deMédicos, la creación de un comité nacional que se ocupase de los estudiosmulticéntricos, Macara AW, et al 1991 260. Esta idea no cuajó y, de hecho, las normas británicas de 1991 no locontemplan, aunque sí mencionan que los comités locales lleguen a unacuerdo para que un solo comité evalúe el protocolo para todos los centrosinvolucrados. A pesar de que son muchos los autores que abogan por lacreación de un comité nacional, no parece que a corto plazo se constituya unoen el Reino Unido que, por otra parte, no tendría capacidad para revisar todoslos estudios multicéntricos, Alberti KGMM, et al 1995, Meade TW, et al 257, 259 . HayMSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 117 Publics Health 117
    • 11 8que resaltar que el Real Colegio de Médicos Generales estableció un comitéque ha revisado muchos protocolos de estudios multicéntricos desde 1982, decuya aprobación se informa posteriormente a los comités locales, que a su vezhan de otorgar la aprobación definitiva, Drury M, et al1992 262; sin embargo, seha encontrado cierta hostilidad en el empleo de ese comité entre los comitéslocales, Watling MIL, et al1993 263.3.28.4.-LOS COMITÉS EN ESPAÑA Y LOS ESTUDIOS EPIDEMIOLÓGICOS En España están en funcionamiento más de 100 CEIC, Dal-Ré R, et al 266,cuya labor está enfocada a la revisión de protocolos de ensayos clínicos, seanéstos con medicamentos, productos sanitarios, procedimientos quirúrgicos otécnicas diagnósticas, Real Decreto 561/1993, de 16 de abril. BOE, 13 de mayo de1993 241. Bajo la perspectiva de que no es conveniente que haya distintoscomités que se ocupen de especialidades médicas específicas3, y que lacomposición de los CEIC es adecuada para la revisión de estudiosepidemiológicos & SHY; con la posibilidad de que si no es así se recurra aexpertos en esta materia & SHY; parece lógico pensar que en estos momentosla revisión de protocolos de investigación epidemiológica deba ser sometida alos CEIC ya existentes. Es más, son varios los CEIC que contemplan en susprocedimientos normalizados de trabajo la posibilidad de revisar estudiosepidemiológicos, y de hecho algunos de ellos evalúan tales estudiosfinanciados por instituciones públicas o privadas. Para facilitar la revisión por los CEIC, y siempre que fuera adecuado, elinvestigador debería redactar el protocolo de su investigación según laestructura y el contenido recogidos en la normativa de ensayos clínicos 16. Esevidente que se tendrán que introducir ciertas modificaciones, pero en esenciaes válido y facilitaría a los miembros del CEIC evaluar cada aspecto delestudio. Se propone como estructura y contenido el recogido en el apéndice 1. La uniformidad en el formato de redacción del protocolo permitiría obviar unode los mayores problemas que se encuentran los epidemiólogos en el ReinoUnido, donde prácticamente cada comité exige presentar el protocolo de unaforma distinta, lo que se traduce en un enorme trabajo administrativo para losinvestigadores en los estudios multicéntricos, Middle C, While AE, et al 1995 247, 248. No hay datos publicados sobre el tiempo requerido por los CEIC en laaprobación de protocolos de estudios epidemiológicos. Los datos existentessobre ensayos clínicos indican que el tiempo de revisión (mediana) es delorden de 40 días (rango: 7-110 días) 39. Se considera que es perfectamenteadmisible delegar la revisión de un estudio epidemiológico multicéntrico en unsolo comité. Por tanto, para los estudios observacionales se propone que senomine un investigador principal, de forma que éste someta al CEIC de sucentro el protocolo y demás documentos pertinentes.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 118 Publics Health 118
    • 11 9 Una vez aprobado el estudio, los demás investigadores lo notificarán a susrespectivos CEIC &SHY; adjuntando un resumen del protocolo, y la hoja deinformación para el sujeto y método de obtención del consentimientoinformado, si así lo exigiese el estudio & SHY;, pudiendo iniciarse el trabajo sien el plazo de 30 días no reciben una denegación formal por parte de aquéllos.Parece conveniente que si entre los CEIC de los centros participantes, hayalguno con experiencia en la revisión de estudios epidemiológicos, sea éste elque deba revisar el protocolo. En este sentido, aquellos centros con unidades de epidemiología & SHY; loque permitiría que el CEIC nombrase como experto a un miembro de dichaunidad, si no contase entre sus miembros con un epidemiólogo & SHY; debentener prioridad como candidatos a la revisión de los estudios multicéntricos.Este sistema permitiría una rápida revisión de los protocolos de investigacionesepidemiológicas, y mantendría informados a todos los CEIC de los centrosparticipantes sobre los estudios que se realizan en su área geográfica einstitucional de responsabilidad. Además, todos los investigadores remitiránuna copia del informe final a todos los CEIC, para que éstos estén informadosde los resultados obtenidos en la investigación. Los estudios experimentalesdeberán seguir la normativa existente, por lo que se tendrá que obtener laaprobación del estudio de cada uno de los CEIC de los centros involucrados 16.Los promotores de las investigaciones epidemiológicas deben requerir laaprobación previa del protocolo del estudio por un CEIC para acceder a lafinanciación de aquéllas. Esto permitiría al promotor tener constancia de que elproyecto de investigación cumple las normas éticas y legales que, seconsidera, tienen prioridad sobre la calidad, relevancia o factibilidad delproyecto como criterios de evaluación del mismo, Guallar E, et al 1996 265.Qué tipos de estudio epidemiológicos deben ser sometidos a revisión por un CEIC Todos los estudios epidemiológicos, sean financiados con fondos públicos oprivados, deben ser sometidos a aprobación por un CEIC. Tanto en estudiosobservacionales como experimentales, los investigadores deberán esperar aque un CEIC apruebe su propuesta antes de iniciar el estudio. Esto afecta atodo investigador epidemiológico, cualquiera que sea su profesión o titulaciónacadémica. En la publicación de los resultados se especificará qué CEICaprobó el estudio. Las únicas excepciones a esta regla general la constituyen:a) los estudios que investigan brotes epidémicos de enfermedades, que sedeben iniciar sin la aprobación previa por un CEIC, y b) las investigacionesrealizadas a partir de la recogida de datos ya disponibles, si son de dominiopúblico o si el investigador recoge la información de forma anónima.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 119 Publics Health 119
    • 12 0IV.- ANÁLISIS GENERALPERSPECTIVAS LABORALES Y ACADÉMICAS La epidemiología genética es una disciplina en plena expansión. Numerosasinstituciones académicas y gubernamentales, especialmente en los EstadosUnidos de América, Francia e Inglaterra, ofrecen programas educativos y deinvestigación en epidemiología genética. Las posibilidades laborales para losepidemiólogos genetistas son excelentes, especialmente en los países muyindustrializados. El Proyecto Internacional del Genoma Humano ha estimulado gran interés ycontroversia. Su principal meta es obtener una descripción completa delgenoma humano por medio del análisis secuencial del ADN (49).6 El CentroNacional de Información Biotecnológica de los Estados Unidos comunicó, enoctubre de 1996, que estaban ubicados cerca de 16 500 genes,correspondientes a aproximadamente 20% de todos los genes humanos (50).Se estima que el Proyecto terminará en el año 2005, cuando se establezca lasecuencia de los 3 000 millones de nucleótidos del ADN humano. En estecontexto, una función que compete a los especialistas en epidemiologíagenética es educar al resto de la comunidad científica, y especialmente a la nocientífica, acerca de las consecuencias y los alcances del ProyectoInternacional del Genoma Humano.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 120 Publics Health 120
    • 12 1 Desde sus comienzos, los planificadores del Proyecto Internacional delGenoma Humano reconocieron que la identificación de genes tendríaprofundas consecuencias para el individuo, la familia y la sociedad. Surgieroninterrogantes, tales como ¿De qué manera debe interpretarse y utilizarse lainformación genética?, ¿Quién debe tener acceso a ella? ¿Cómo puedeprotegerse a los individuos de posibles perjuicios? y ¿Cuál es el beneficio deofrecer un estudio genético cuando es poco, o nada, lo que puederecomendarse en cuanto a cura o prevención? Ya se han identificado genes que causan, al menos parcialmente,numerosas enfermedades. A pesar de que la detección y el diagnóstico de lasmismas es cada vez más precoz y certero, el objetivo a largo plazo delProyecto Internacional del Genoma Humano es mejorar su tratamiento,prevenirlas, y a la larga curarlas. El período intermedio, en que la deteccióntemprana es posible, el conocimiento es limitado, y el tratamiento no estádisponible, se caracteriza por ser el que conlleva los conflictos éticos, legales ysociales más importantes.Los estudios experimentales, sean o no terapéuticos, se pueden realizar tantoen individuos como en poblaciones. Con respecto a este tipo de estudios, hayun acuerdo generalizado de que el protocolo del estudio debe ser sometido arevisión por un comité, y éste debe tener la certeza de que los sujetosotorgarán el consentimiento informado para participar en el ensayo clínico. El Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano de los EstadosUnidos es sede, desde 1989, del Grupo de Trabajo sobre las ImplicacionesÉticas, Legales y Sociales del Proyecto del Genoma Humano. Multidisciplinarioe interinstitucional, este grupo está interesado en las siguientes cuatro esferas(51, 52):1) Tratamiento confidencial y justicia en el uso y la interpretación de lainformación genética. Su objetivo es evaluar los mecanismos para prevenir ladiscriminación y estigmatización producidas por el abuso (y las confusiones) enel empleo de esta información.2) Integración de tecnologías genéticas a la actividad clínica. En esta esfera seinvestigan las consecuencias de la disponibilidad de exámenes genéticos en lapráctica médica y los mecanismos para su evaluación.3) Metodología de la investigación en genética. Su principal aspecto consisteen evaluar cómo se informa a los posibles voluntarios sobre los riesgos ybeneficios de participar en un estudio de investigación y cómo se obtiene elcorrespondiente consentimiento.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 121 Publics Health 121
    • 12 24) Educación para la comunidad y los profesionales médicos acerca de los alcances del Proyecto del Genoma Humano.5.-Finalmente, las conclusiones de este análisis permiten ver con cierto optimismo la posibilidad de construir un programa común entre la genética y la epidemiología6.-Las investigaciones epidemiológicas en las que se utilizan de forma anónimamuestras de tejidos y/o de fluidos (orina, líquido pleural y muestras debiopsias), obtenidas a través del tratamiento habitual, no requieren niaprobación por un comité ni la obtención del consentimiento informado delsujeto o sus familiares.V.-ACTUALIZACIÓN 5.1.-LA EPIDEMIOLOGÍA GENÉTICA EN EL MUNDO ACTUAL La Sociedad Internacional de Epidemiología Genética, 7 que posee más de400 miembros y que se encuentra en plena expansión, edita la revista mensualGenetic Epidemiology y organiza congresos internacionales anuales.En los países de América Latina aún no se ha creado un medio común para eldesarrollo de la epidemiología genética. Las iniciativas en este sentido suelen ser individuales y esporádicas. Si bienmuchos países latinoamericanos experimentan profundas transformacionessociales y políticas, es necesario que sus instituciones académicas y científicasden cabida y apoyo a nuevas disciplinas, tales como la epidemiología genética,sin descuidar las ya existentes. Solo de esa manera los países de AméricaLatina podrán integrarse al concierto de las naciones científicamenteavanzadas. 5.2.-PERSPECTIVAS FUTURAS DE LA GENÉTICA MOLECULAR EN EL CÁNCER INFANTIL Los microarrays o micro-chips de ADN son una nueva y revolucionariaherramienta utilizada en biología molecular para el estudio de expresión génica,identificación de marcadores genéticos y análisis de mutaciones en el cáncerhumano. Los microarrays son capaces de estudiar más de 48.000 genessimultáneamente en un único análisis. La ampliación del conocimiento y elanálisis de los diferentes genes relacionados con el cáncer infantil, utilizandolos microarrays, son y serán extraordinariamente importantes para mejorar sudiagnóstico, tratamiento y pronóstico, Pomeroy SL, et al 2002, Alonso J, et al2001 163MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 122 Publics Health 122
    • 12 3 La terapia génica es una modalidad de tratamiento en la cual se emplea ungen para modificar o añadir nuevas propiedades bioquímicas a las célulasdiana del paciente con propósitos terapéuticos. En la actualidad, este tipo deterapia está siendo enfocada y desarrollada intensamente para el tratamientodel cáncer, esperando que alcance un nivel más alto de actividad antitumoral,una mayor selectividad tisular y menos efectos adversos que las terapiasconvencionales. Tras una década de ensayos preclínicos y clínicos (los másavanzados en fase III; pero la gran mayoría en fase I), aún existen diversosobstáculos que limitan la eficiencia antitumoral de esta terapia. Los avances enel campo de la biología molecular y áreas relacionadas prometen refinar,ampliar y hacer más poderoso el arsenal antineoplásico para la terapia génica,Rojas Martínez A., 2002.VI.-CONCLUSIONESEn conclusión, pueden destacarse los siguientes puntos:1. Diferentes neoplasias hematológicas y tumores sólidos infantiles puedencorrelacionarse con alteraciones cromosómicas específicas.2. La citogenética convencional, junto a las nuevas técnicas de estudiomolecular, se han convertido en un elemento imprescindible para establecer uncorrecto diagnóstico, nuevos factores pronóstico y como consecuencia de todoello, una mejora en el tratamiento de las leucemias, linfomas y un gran númerode los tumores sólidos pediátricos.3. La incorporación de nuevas técnicas moleculares como la FISH, la RT-PCRy el SKY han permitido mejoras significativas en el diagnóstico en oncologíapediátrica, al ser más precisas, rápidas, sensibles y específicas que elcariotipo, y con la ventaja añadida de precisar una escasa muestra pararealizar estos estudios.4. En la LLA infantil se incluyen datos clínicos, biológicos y citogenéticos, parala clasificación en diferentes grupos de riesgo, lo cual permite individualizar eltratamiento con el propósito de mejorar las tasas de supervivencia a largoplazo.5. El análisis citogenético en un tipo de tumores sólidos como los de célulaspequeñas redondas, de morfología histopatológica similar (neuroblastoma,sarcoma de Ewing/PNET, rabdomiosarcoma, meduloblastoma, linfoma) hapermitido diferenciarlos y precisar su diagnóstico.6. Muchas de las alteraciones genéticas que se han descrito en tumoressólidos infantiles se pueden correlacionar con el pronóstico de la enfermedad.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 123 Publics Health 123
    • 12 47. La citogenética y la genética molecular pueden ser utilizadas en el estudio dela EMR en distintos períodos del tratamiento y tras finalizar el mismo enleucemias, neuroblastomas y sarcomas. La persistencia o la reaparición deEMR se relaciona con la recurrencia tumoral.8. Los avances en biología molecular aplicada a la práctica clínica, incluidos loscentrados en terapia génica, permitirán en el futuro aumentar la curación denuestros pacientes.9.- En los EE.UU. no requieren aprobación de un comité las investigacionesque se llevan a cabo mediante la recogida de datos ya disponibles, si son deldominio público o si la información recogida por el investigador se hace deforma anónima10.-El uso de las historias clínicas de los pacientes, sin que éstos esténinvolucrados (investigación no intrusiva), es en principio éticamente aceptable,siempre y cuando se preserve la intimidad y el anonimato de los sujetos. Porprimera vez, la normativa británica exige, desde 1991, que para los estudiosque se realizan gracias a los datos procedentes de las historias clínicas de lospacientes se obtenga la aprobación de un comité.11.-A pesar de los sesgos de diseño de los estudios epidemiológicos de losTRS en la infancia, los datos disponibles en la actualidad revelan una elevadaprevalencia, especialmente en los casos en los que se encuentra presentealguno de los factores de riesgo analizados. El conocimiento de la prevalenciade los TRS infantiles orientará al clínico hacia su sospecha y permitirá undiagnóstico más precoz y certero. Los estudios genéticos de genes candidatosserán útiles en un futuro cercano a la hora de iniciar medidas preventivasdesde las primeras etapas de la infancia en aras de disminuir su prevalencia yefectos mórbidos.12.-Siendo la Enfermedad de Parkinson la segunda enfermedadneurodegenerativa más frecuente que afecta a la población mundial, escomprensible que la investigación médica clínica invierta recursos para elucidarlos misterios que rodean a esta enfermedad progresiva. Poco a poco, elmanejo y tratamiento de la EP se va convirtiendo en un trabajomultidisciplinario. Como parte de ese equipo se encuentra la genética médica,en donde trata de explicar factores genéticos hereditarios y cómo estosfactores influyen en la manifestación clínica de la EP.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 124 Publics Health 124
    • 12 5 VI.-BIBLIOGRAFÍA1. Young T, Palta M, Dempsey J, Skatrud J, Weber S, Bader S. Theoccurrence of sleep disordered breathing in middle-aged adults. N Engl JMed. 1993; 328:1230-5.2. Lumeng JC, Chervin RD. Epidemiology of Pediatric Obstructive SleepApnea. Proc Am Thorac Soc. 2008; 5:242-52.3. Marcus CL, Fernández D, Lutz JM, Katz ES, Black CA, Galster P, et al.Developmental changes in upper airway dynamics. J Appl Physiol. 2004;97:98-108.4. Goodwin JL, Morgan WJ, Kaeming KL, Fregosi RF, Sherill DL, Quan SF.Sleep. 2005; 28 Suppl:A88-9.5. Redline S, Tosteson T, Tishler PV, Carskadon MA, Millman RP. Studies inthe genetics of obstructive sleep apena. Familiar aggregation of symptomsassociated with sleep-related breathing disturbances. Am Rev Respi Dis. 1992;145:440-4.6. Casale M, Pappacena M, Rinaldi V, Bressi F, Baptista P, Salvinelli F.Obstructuve sleep apnea syndrome: from phenotype to genetic basis.Current Genomics. 2009; 10:119-26.7. Tarasiuk A, Greenberg-Dotan S, Simon-Tuval T, Freidman B, Goldbart AD,Tal A, et al. Elevated morbidity and health care use in children withobstructive sleep apnea syndrome. Am J Respir Care Med. 2007; 175:55-61.8. Redline S, Tishler P, Schluchter M, Aylor J, Clark K, Graham G. Risk factorsfor sleep-disordered breathing in children. Associations with obesity,race, and respiratory problems. Am J Respir Crit Care Med. 1999; 159:1527-32.9. Li AM, Au CT, Ng SK, Abdullah VJ, Ho C, Fok TF, et al. Natural10.-Abelson, P. H. (1996). The changing frontiers of science andtechnology. Science 273: 445±447.11.-Barkowska W. J.,, J., Petrusewicz, I. H. (1990). Segregation analysis of1885 DMD families : significant departure from the expected proportion ofsporadic cases. Hum Genet 84: 522±526.MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in 125 Publics Health 125
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