lunes, 30 de noviembre de 2015

Terapia de ADN recombinante en la cardiopatia isquémica

Los campos relacionados con la farmacogenómica y con la farmacogenética abrazan la promesa de improvisar el desarrollo de drogas y la creación de terapias basadas en la capacidad individual de un organismo para metabolizar dichos compuestos tomando en cuenta la edad, influencia de la enfermedad, factores medioambientales (por ejemplo dieta), medicamentos tomados y factores genéticos individuales como la especificidad de transporte, metabolismo y blanco de la droga. Por ejemplo, un subgrupo de polimorfismos de base simple identificados en los genes humanos como el del receptor beta adrenérgico y la enzima convertidota de angiotensina (ACE), se han asociado con cambios substanciales en el metabolismo o efectos de medicamentos usados en el tratamiento de la enfermedad cardiovascular, y quizá sean informativos para predecir la respuesta clínica. La terapia individualizada puede ser crítica para establecer las dosis de las drogas y su eficacia en niños con enfermedades cardiovasculares, una población en la cual la fármaco–cinética de los medicamentos ha sido pobremente definida y muchas veces es impredecible. Los fenotipos inmunológicos y genéticos de los pacientes pediátricos pueden ser de gran ayuda en el establecimiento de estrategias terapéuticas más efectivas, tanto inhibiendo como estimulando respuestas específicas.

El tratamiento con drogas trombolíticas reduce la mortalidad y el tamaño del infarto. Se obtienen grandes beneficios si se inicia en las primeras 1-3 h, lo cual reduce en un 50 % o más la mortalidad y en un 10 % si se inicia después de 12 h. Se obtienen mejores respuestas en pacientes con infartos grandes, infartos anteriores o con cambios electrocardiográficos multifocales, pero también en los infartos inferiores. Los pacientes con infartos no Q tienen generalmente una oclusión recanalizada parcialmente o incompleta y no tiene beneficios considerables con la trombólisis. Los pacientes con by pass previo de la arteria coronaria no tienen mejor pronóstico con este tratamiento. Las contraindicaciones incluyen: diátesis hemorrágica conocida, antecedente de enfermedad cerebro-vascular, hipertensión descontrolada o severa, embarazo, trauma o cirugía reciente de cabeza o médula espinal. Las contraindicaciones relativas incluyen cirugía mayor toracoabdominal reciente o biopsia, sangramiento gastrointestinal o genitourinario, retinopatía diabética, uso actual de anticoagulantes orales, resucitación cardiopulmonar prolongada. La asociación con la aspirina reduce la mortalidad, por lo que se deben administrar de modo concomitante. La trombólisis debe realizarse a través de una línea intravenosa periférica. Se deben evitar la punción arterial y otros procederes invasivos. Se debe realizar un coagulograma basal (tiempo de protrombina, tiempo parcial de tromboplastina, nivel de fibrinógeno y conteo de plaquetas) y monitorizar la presión sanguínea por métodos no invasivos preferentemente.

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sábado, 28 de noviembre de 2015

ADN recombiante en la naturaleza

ADN recombinante

Es un tipo de ADN  formado por la unión de dos moléculas  de diferente origen.Se distingue entre el ADN recombinante natural, y el ADN recombinante sintético. El primero es el que se genera de manera biológica dentro de los organismos. El ADN se recombina de manera natural mediante procesos como la reproducción sexual, la transformación bacteriana y la infección viral.
Los virus transfieren ADN entre bacterias y entre especies eucariotas, los virus, que son poco más que material genético envuelto en una cubierta con proteínas, transfieren su material genético durante la infección. Dentro de la célula infectada, los genes se replican y dirigen la síntesis de proteínas virales. Los genes replicados y las nuevas proteínas virales se ensamblan dentro de la célula y forman nuevos virus que, a su vez, son liberados para infectar a otras células. Por lo general, un virus determinado solo infecta y se replica en las células de ciertas especies bacterianas, animales o vegetales. Durante muchas infecciones virales, las secuencias del ADN viral se incorpora a uno de los cromosomas de la célula huésped. Este ADN puede permanecer ahí durante días, meses o incluso años. Cuando se producen nuevos virus a partir del ADN incorporado, estos pueden integrar por error genes humanos en el genoma del virus; de este modo se crea un virus recombinante.

Como ejemplos de la aplicación e impacto de esta estrategia tecnológica terapéutica derivada de la biología molecular, se puede destacar el uso de la insulina (el primer producto comercial producido por la empresa biotecnológica para uso en humanos) en la diabetes mellitus, la eritropoyetina en la anemia de la insuficiencia renal crónica, la estreptoquinasa y el activador tisular del plasminógeno en el infarto agudo del miocardio, los factores estimulantes de la formación de leucocitos en disfunciones hematológicas, el factor VIII de la coagulación en hemofilia clásica, el interferón en las hepatitis virales crónicas, etc. Por lo tanto, la tecnología de ADN recombinante está permitiendo la obtención de productos proteicos para el tratamiento de una gama cada vez mayor de enfermedades, desde patologías genéticas mendelianas clásicas hasta enfermedades de origen multifactorial como cáncer, alergias, enfermedades autoinmunes, trastornos neurológicos, infecciones y heridas.

La aplicación de la tecnología de ADN recombinante también se ha considerado en el desarrollo de vacunas contra las enfermedades infecciosas. A pesar de la efectividad de las vacunas producidas mediante inactivación o atenuación de los agentes patógenos, siempre existe el riesgo de contaminación con patógenos activos o el problema generado por la dificultad en el cultivo de los agentes patógenos. La estrategia de ADN recombinante permite la producción selectiva de proteínas presentes en la superficie de los agentes infecciosos, las cuales pueden usarse como antígeno no infeccioso en vacunación para generar respuesta inmune. El primer ejemplo de una vacuna generada mediante el uso de la estrategia de ADN recombinante es la vacuna contra el virus de la hepatitis B.

Estudios moleculares de ligamiento en relación a la cardiopatia isquémica



Los estudios de ligamiento permiten identificar zonas del genoma en las que se encuentra algún gen o genes que están asociados con la enfermedad en estudio. Este tipo de estudios requieren la participación de varias familias integradas por individuos afectos y no afectos de la enfermedad. Clásicamente se han utilizado unos 400 marcadores distribuidos de forma uniforme a lo largo del genoma, y se ha analizado si alguno de estos marcadores se observaba más frecuentemente en los individuos afectos, es decir si su transmisión de generación en generación se relaciona con la aparición de la enfermedad (segregación). Tomemos un gen 1A por ejemplo en el que se observa que el alelo A1 de la variante A cosegrega con la enfermedad de forma autosómica dominante, es decir la presencia de un único alelo A1 ya implica la aparición de la enfermedad. Estos resultados no indican que el alelo A1 sea la variante genética que cause la enfermedad, sino que está asociada (en ligamiento) con la variante causal. El siguiente paso es analizar con mayor detalle la zona del genoma alrededor de ese alelo A1 con otra serie de marcadores genéticos para identificar el gen y la variante causal. Esta aproximación permitió identificar el gen causal de la enfermedad de Huntington en 1983 y ha sido muy útil para identificar los genes causales de muchas enfermedades monogénicas.
En un estudio de Wang et al se identificó, mediante el estudio de una familia, una mutación (deleción de 21 bases) en el gen MEF2A que segregaba de forma dominante con la enfermedad y los hallazgos se replicaban en una muestra de unos 200 casos y controles. Sin embargo, aunque hay un estudio en una serie española que ha replicado estos resultados, la mayoría de los estudios no han confirmado esta asociación y el papel de este gen sigue siendo motivo de debate.

Helgadottir et al utilizaron 1.068 marcadores genéticos, en 713 individuos de 296 familias y encontraron un locus que segregaba con infarto agudo de miocardio en el cromosoma 13, especialmente en mujeres. Se analizó con mayor detalle ese locus mediante 120 marcadores en un grupo de unos 800 casos y 800 controles y se encontró, finalmente, un haplotipo en el gen ALOX5AP que conllevaba un exceso de riesgo de infarto de miocardio e ictus. Estos resultados se han replicado en otras poblaciones y estudios, pero no en todos. Este gen codifica una proteína activadora de la lipooxigenasa 5, que interviene en la producción de leucotrienos, y que en modelos animales se ha relacionado con la arteriosclerosis. Actualmente, se ha convertido en una nueva diana terapéutica en la vía inflamatoria de la arteriosclerosis.

Prueba de tamizaje y confirmatoria de cardiopatia isquémica

Tamizaje:
Gammagrafia de perfusion miocardica
La gammagrafía de perfusión cardíaca mide la cantidad de sangre en el músculo cardíaco en reposo y durante el ejercicio. A menudo, se realiza para averiguar qué puede estar causando síntomas como angina (por ejemplo, dolor o presión en el pecho). Se puede hacer después de un ataque al corazón para ver si hay zonas del corazón que no están recibiendo suficiente sangre o para averiguar qué cantidad de músculo cardíaco ha sido dañado por el ataque al corazón.
Durante una gammagrafía de perfusión cardíaca se pueden tomar dos series de imágenes. Una se toma mientras está en reposo. Y la otra se toma después de que se ha sometido a esfuerzo a su corazón, ya sea por medio de ejercicio o después de que le hayan administrado un medicamento. Las imágenes de reposo se comparan con las imágenes de esfuerzo.

Confirmatoria:
Electrocardiograma
Un ECG se emplea para medir:
  • Cualquier daño al corazón.
  • Qué tan rápido está palpitando el corazón y si lo está haciendo normalmente.
  • Los efectos de fármacos o dispositivos utilizados para controlar el corazón (como un marcapasos).
  • El tamaño y posición de las cámaras del corazón

miRNAs interferentes relacionados con la cardiopatia isquémica



Los MicroARN (ARN pequeños no codificantes) juegan un papel crucial en la diferenciación y autorenovación de las células madre pluripotentes, así como en la diferenciación de células del linaje cardiovascular. Como resultado, han surgido los microARN como potenciales moduladores de la diferenciación de células madre; específicamente, se ha comunicado que miR-1 juega un papel integral en la regulación de la diferenciación de las células progenitoras de músculo cardíaco. Un estudio publicado en 2011 llevó el estudio un paso más allá, y evaluó si la sobre-expresión de miR-1 en las células ES (células miR-1-ES) mejora la diferenciación de los miocitos luego del transplante en el miocardio infartado. En este estudio, los modelos murinos de IM tenían células miR-1-ES, células ES o medio de cultivo (control) trasplantados en la zona del borde del corazón infartado.
La sobreexpresión de miR-1 en las células ES trasplantadas protegió al miocardio huésped de la apoptosis inducida por el IM, a través de la activación de p-AKT e inhibición de caspasa-3, fosfatasa y homólogo de tensina, y la producción de superóxido. Se cuantificó una importante reducción de la fibrosis intersticial y vascular en células miR-1-ES comparado con el IM de control. Finalmente, los ratones que recibieron células miR-1-ES tuvieron una función cardíaca significativamente mejorada comparado con los controles respectivos. Esto sugeriría que miR- 1 impulsa la diferenciación de los miocitos cardíacos de las células ES trasplantadas e inhibe la apoptosis post IM; sin embargo, con respecto a la fibrosis es importante destacar que no se observó ninguna significación estadística entre los grupos de células miR-1-ES y los grupos de células ES, sugiriendo que se necesitan más estudios en esta área. Recientemente se publicó una revisión de la actual evidencia del papel de los microARN en células progenitoras o células madre y la reparación cardiovascular.

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Alteraciones epigenéticas que favorecen la cardiopatia isquémica



En estudios epidemiológicos realizados el siglo pasado señalan que la obesidad es un de los principales factores de riesgo de enfermedades cardio-vasculares. El sedentarismo  y la ingesta de alimentos ricos en grasas y carbohidratos, con la disminución del consumo de semillas alimenticias,  leguminosas y frutas de semillas alimenticias,  leguminosas y frutas.
Se a descubierto que el tejido adiposo puede tener una función endocrina y que puede controlar la adipogénesis, función hormonal e incluso puede ejercer una función fisiológica en las células del endotelio como los monocitos que son células relacionada con la inflamación y la trombogénesis.
Puede interferir en las interleucinas como la IL-6 y en el Factor de Necrosis Tumoral alfa (FNT), estas participan en el proceso de la arterogénesis; tambien influyen en el Inhividor del Activador del Plasminogeno (PAI) que es una sustancia importante en la Trombogénesis.
La formación inadecuada de trombos puede provocar su acumulación y por ende el estrechamiento de un vaso sanguíneo causando así su cierre y provocando la perdía de flujo sanguíneo llevando al vaso a una isquemia. 
Sin un control adecuado de nuestra dieta y caemos en el sedentarismo podríamos correr el riegos de desarrollar una cardiopatía isquemica.

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Alteraciones durante el proceso de traducción en la cardiopatia isquémica

El Infarto Agudo de Miocardio es una de las enfermedades isquémicas más conocida, pero ¿la podemos relacionar con algún factor genético?
En una investigación realizada por un Programa de Investigación en Procesos Inflamatorios y Cardiovasculares en el Instituto Municipal de Investigación Médica en Barcelona, España.
Asocia el infarto agudo de miocardio al locus en el cromosoma 13 especialmente en mujeres; este descubrimiento se analizo con mayor detalle mediante 120 marcadores en un grupo de unos 800 casos y 800 controles en el cual se encontró un haplotipo en el gen ALOX5AP que conllevaba un exceso de riesgo de infarto de miocardio e ictus gracias al descubrimiento de un haplotipo 4-SNP, `HAPB` del gen.
Este gen codifica una proteína activadora de la lipooxigenasa 5 y es un regulador de una vía fundamental en la génesis de mediadores de la inflación de los leucotrienos que están implicados en la arteroesclerosis.
Esta proteína se localiza en la membrana plasmática y los inhibidores de su función impiden la translocación de la 5-lipoxigenasa desde el citoplasma a la membrana celular e inhiben la activación de la 5-lipoxigenasa.


Se utilizan medicamentos para tratar o prevenir enfermedades o afecciones asociadas a la actividad de la proteína activadora de 5-lipoxigenasa (FLAP), algunos de estos interfieren en la síntesis de la formación de la proteína activadora de LIPOOXIGENASA, aunque muchos de ellos no se asocien al tratamiento de cardiopatías isquémicas como el Infarto agudo de miocardio.

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Alteraciones durante el proceso de transcripción en la cardiopatia isquémica

El corazón obtiene su energía a través de la beta oxidación de ácidos grasos, de la cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa esto lo hace con la ayuda de las mitocondrias.
Algún defecto o anomalía en la función o estructura de la mitocondria pude causar una cardiopatía isquémica.
Se sabe que el ADN mitocondrial es susceptible a los daños de los radicales libres de oxígeno de los errores que se producen durante la producción de ATP a través de la cadena de transporte de electrones. Estos errores pueden ser causados por trastornos genéticos, cáncer, y las variaciones de temperatura. Estos radicales pueden dañar las moléculas de ADN mitocondrial o cambiarlos, lo que hace difícil para la polimerasa mitocondrial el replicarlos, pero también pueden estar asociados a la deleciones múltiples de su ADN. La gravedad de la enfermedad depende del porcentaje de DNA mutado en el individuo.
Entonces por las mutaciones que puede presentar la mitocondria originan que el suplemento de oxígeno sea limitado, la fosforilación oxidativa y el flujo del transporte electrónico declinen y se produzca una depleción rápida de las reservas de creatina fosfato, entonces disminuye la oxidación del piruvato y de los ácidos grasos y se deteriora la producción de ATP. La hidrólisis del ATP derivado de la glucólisis y la acumulación de lactato conducen a una disminución del pH intracelular y al desarrollo de acidosis intracelular, lo que ejerce un efecto inhibitorio directo sobre la función contráctil. El AMP y otros metabolitos se acumulan, y esto da lugar a la aparición de edema mitocondrial y degeneración progresiva. Además, la isquemia miocárdica produce una disminución de los valores de los complejos respiratorios IV79 y IV80 y un aumento de las deleciones de ADNmt.

La isquemia sostenida acaba por producir depleción de ATP y muerte celular necrótica.


Durante la transcripción del ADN se ha visto que es de fundamental la participación de las micromoléculas de Ácido Rinonucleico que silencian o inhiben a los genes blanco similares al escindir especificamente a los ARNm que son importantes reguladores de CI, y se han identificado distintas variedades, en especial la miR-133, que está disminuida en ese caso, mientras su expresión aumentada inhibe la misma. En el Infarto Agudo de Miocardio se ha manifestado una reprogramación de las proteinas para evitar este problema.

Alteraciones del proceso de replicación en la cardiomiopatia isquemica




Uno de los principales factores que pueden generar isquemia cardiaca es la Arteroesclerosis, esta enfermedad puede ser hereditaria.
Estudios realizados relacionan esta enfermedad con los polimorfismos del gen receptor de apoE, que es considerado un "gen candidato" susceptible o está muy relacionado con el metabolismo lipídico, este se encuentra en el cromosoma 19 y su formación polimórfica es de tres a lelos codominantes (ε2,ε3,ε4). Los cambios responsables de los polimorfismos de pueden encontrar en el cuarto exón del gen. 

El alelo ε4 del gen apoE se asocia a un riesgo aumentado de esta enfermedad ya que las personas de este tienen un nivel más alto de CT (colesterol total) y C-LDL.

Pero el polimorfismo -219 G/T en el gen apoE es el que puede actuar como factor de riesgo de la enfermedad. 

En el estudio se observaron distintas concentraciones de apoproteína E en plasma para los dos alelos, G y T, del polimorfismo -219, y distinta respuesta a la dieta. El alelo T se asoció con el aumento de riesgo de sufrir un infarto de miocardio y de enfermedad coronaria en la población.

Estudios por parte de Helgadottir et en el que utilizaron 1.068 marcadores genéticos, encontraron un locus con infarto agudo de miocardio en el cromosoma 13, especialmente en mujeres. Un mayor análisis encontró, un haplotipo en el gen ALOX5AP que conllevaba un exceso de riesgo de infarto de miocardio, ya que éste codifica una proteína activadora de la lipooxigenasa 5, que interviene en la producción de leucotrienos, el estudio de las modificaciones no estructurales del ADN, sin cambios en la secuencia puede regular la expresión de estos genes.