Diagnóstico molecular, campo de oportunidad para licenciados en BQD

 

1.El doctor Joel Vázquez exhortó a los alumnos con interés en virología, biología molecular o celular a buscar sitios de investigación para aprender

1. El doctor Joel Vázquez exhortó a los alumnos con interés en virología, biología molecular o celular a buscar sitios de investigación para aprender

La mayoría de las nuevas enfermedades o padecimientos remergentes son causados por virus, los cuales tienen un fuerte impacto en la mortalidad mundial, afirmó el doctor Joel Armando Vázquez Pérez, investigador del Centro de Investigación en Enfermedades Infecciosas (CIENI) del Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias (INER) en su ponencia “ Virología médica en México, un campo de oportunidad” enmarcada en el Ciclo de conferencias del 39° aniversario de la FESC (Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán).

Durante la Primera Guerra Mundial murieron 15 millones de personas, mientras que el virus de la influenza de 1918 apagó entre 20 y 40 millones de vidas. “Ustedes como Bioquímicos Diagnósticos (BQD) pueden participar en la salud pública. Existe una gran necesidad global para establecer, estandarizar e implementar nuevas metodologías que detecten enfermedades virológicas. El mayor nicho de oportunidad está en el diagnóstico molecular”, afirmó frente a los alumnos de la licenciatura de BQD.

Gracias a la pandemia del virus de influenza AH1N1 de 2009, México implementó proyectos de investigación a través de métodos de diagnóstico molecular. Al momento de la crisis biológica, los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC, por sus siglas en inglés) de Atlanta, Estados Unidos acudieron a nuestro país a colocar los reactivos e iniciadores en todos los laboratorios de la nación para hacer la metodología que detectara al virus.

Para ello, en el INER utilizaron la técnica de Transcriptasa Inversa de una Reacción en Cadena de la Polimerasa (RT-PCR, por sus siglas en inglés) seguido por una metodología de Curvas de Disociación de ADN (Ácido Desoxirribonucleico) por Alta Resolución (HRM, por sus siglas en inglés). La primera consiste en construir una cadena complementaria de ADN a partir del Ácido Ribonucleico (ARN) viral y, posteriormente, amplificarlo millones de veces.

A continuación el ADN, es colocado en una matriz de agarosa sometida a electroforesis, una corriente eléctrica que separa las biomoléculas de acuerdo con su tamaño y carga eléctrica. Asimismo, son teñidas con bromuro de etidio e introducidas en un equipo en el que se aprecian unas bandas, las cuales fluorescen cuando las muestras son positivas.

Después se analiza por HRM. Al ADN se le agrega un colorante que se intercala a esta molécula. A los 55° Celsius el ADN está en doble cadena y presenta una fluorescencia del 100%. Cuando se aumenta la temperatura, la doble cadena del ADN se va disociando poco a poco y la fluorescencia va disminuyendo hasta que el colorante sale por completo. El HRM es una técnica de monitoreo en tiempo real en la que se relaciona directamente al tamaño y tipo de secuencia, afirmó el egresado de la FESC.

En las gráficas obtenidas del equipo se aprecian unas curvas definidas en las que establecen la temperatura de fusión de las moléculas del ADN, la cual es singular para cada patógeno, de tal forma que se pueden relacionar los datos para diferenciar y detectar los tipos de virus.

El de la influenza, por ejemplo, se caracteriza por pertenecer a la familia Orthomyxoviridae y por presentar en su superficie alguna de las 17 hemaglutinas (HA) y una de las nueve neuriaminidasas (NA) que sirven para determinar su clasificación. La HA es una proteína del virus que se une a la célula que está infectando, mientras, la NA es la enzima que permite cruzar las paredes celulares.

“Con la aplicación de la metodología anterior pudimos detectar el virus en los primeros meses de la pandemia y publicarlo en el artículo: ‘Identificación de la influenza A pandémica (H1N1) 2009 durante el primer brote de gripe en la Ciudad de México’ en el Journal Of Clinical Virology”, informó el miembro del Sistema Nacional de Investigadores (SNI), nivel I.

Posteriormente, investigaron mediante la Secuenciación convencional o de Sanger los factores virales de patogenicidad, es decir, las mutaciones en el genoma del virus implicadas en los casos graves o fatales. Entre septiembre de 2009 y abril de 2010 compararon muestras de 27 personas infectadas de sintomatología moderada con otras de 50 pacientes que presentaron neumonía severa o fueron víctimas de la enfermedad.

Con la metodología molecular de Sanger se obtiene toda la información genética del genoma. Una vez efectuado la amplificación del genoma viral, marcan los nucleótidos –bases nitrogenadas, que forman el ADN– con fluorescencia. Después, la reacción de secuencia se somete a electroforesis capilar y el electroferograma resultante permite construir el código genético al identificar el orden de los nucleótidos fluorescentes –adenina, guanina, citosina y timina y uracilo–.

“Determinamos y publicamos en el Virology Journal que la mutación HA D222 en el virus de influenza AH1N1 está relacionada con los pacientes graves o mortales en el segundo periodo de la pandemia en México”, indicó el Químico Farmacéutico Biólogo (QFB).

 

Epidemiología molecular en virus

 

Los casos de influenza A H1N1 disminuyeron considerablemente en 2010, sin embargo, en diciembre de 2012 los índices repuntaron, mencionó. Para esta nueva línea de investigación trabajaron con secuenciación de nueva generación en la plataforma Ion Torrent. Después del RT-PCR, cortaron el ADN en pequeños fragmentos. A sus extremos se les colocaron una especie de banderas con secuencias nucleotídicas que poseen las plataformas. Los equipos usan diferentes enzimas para leer cada uno de los nucleótidos.

Ion Torrent detecta los protones liberados cuando los nucleótidos se incorporan en la cadena de ADN. El software es capaz de identificar 70 nucleótidos en toda la secuencia del virus miles de veces para ingresar cada una de las partes del ADN y alinearlas en una secuencia coherente. Con esta herramienta caracterizamos por completo a un organismo al detectar cientos de miles de nucleótidos en una secuencia, señaló el especialista en ciencias biomédicas.

El resultado de la caracterización molecular predominante en la influenza A H1N1 en México de diciembre de 2011 a febrero de 2012 publicado en PloS One, indicó que después de tres años de la pandemia el virus presentaba mutaciones considerables al de 2009. Con la secuenciación de Ion Torrent evaluaron si existían cambios en áreas importantes de la HA que afectarán la respuesta inmunológica humana que planteara la necesidad de una nueva vacuna.

“Las mutaciones encontradas en la HA son cercanas a las áreas de relevancia, por lo tanto, se requieren de ensayos posteriores que concluyan si la vacuna debe ser modificada o no. Es así como la secuenciación es una técnica molecular indispensable para la realización de estudios epidemiológicos”, manifestó el doctor Joel Vázquez.

 

Enfermedades respiratorias ocasionadas por virus

 

Alrededor de 20% o 30% de las Infecciones Respiratorias Agudas (IRA) son generadas por agentes patógenos, virus o bacterias, que no son identificados y provocan neumonía, bronquitis, empeoramiento del asma, entre otros. Los diagnósticos negativos pueden abordarse con herramientas moleculares como los nanofluidos, señaló el egresado del Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

Esta tecnología es útil porque necesita cantidades mínimas de muestra al requerir de nanolitros, mil millonésimas parte de un litro, por hueco. El análisis se realiza a través de reacciones colocadas en los pozos, los cuales pueden interrogar muchos blancos a la vez y en varias ocasiones. Algunas plataformas mezclan dos mil 300 muestras con ensayos al mismo tiempo. Al concluir esta operación, los pozos entrar al termociclador, equipo de PCR, detalló.

Durante los ciclos de amplificación del genoma, el termociclador captura imágenes, cerca del periodo 30 se aprecia la fluorescencia en los pozos de reacción. A partir de ahí, los pozos pueden ser sometidos a la técnica de HRM para obtener las curvas de disociación que detecten claramente la presencia uno o más virus al identificar la temperatura de fusión propia de cada patógeno con tan sólo una muestra. Esta metodología es la que trabajan en el INER, aseguró el investigador.

Con el diagnóstico molecular, añadió, también es posible caracterizar nuevos virus, bacterias y hongos causantes de IRA; así como la diferencia del microbioma —presencia de varios virus en una muestra respiratoria—ante la diversidad de su origen, localización (tracto respiratorio alto o bajo) y grupo de pacientes (adultos, niños, o con crisis asmática).

“Jóvenes con interés en las áreas de virología, biología molecular o celular, tienen muchas oportunidades en México para hacer carrera porque es un campo abierto que necesita de gente. Los invitó a buscar sitios de investigación y de diagnóstico para poder aprender”, exhortó el egresado de la 16°generación de QFB de la FESC.

The URI to TrackBack this entry is: https://anamorin.wordpress.com/2014/06/05/diagnostico-molecular-campo-de-oportunidad-para-licenciados-en-bqd/trackback/

RSS feed for comments on this post.

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s

A %d blogueros les gusta esto: