ANIMALES TRANGÉNICOS

 Modelos animales de intolerancia a la glucosa y diabetes tipo 2 

Ejemplo de animal transgénico

1. Tipo de animal transgénico:

Ratón db/db: Presenta una mutación puntual (G a T) en el gen del receptor de la leptina.

Ratón ob/ob: Presenta mutación en el gen de la leptina.

Ratón Agouti:  Incluye una proteína producida en el folículo piloso que actúa como un antagonista del receptor de la hormona estimulante de melanocitos (MSH).  (1)

2. Método de obtención:

• Los animales transgénicos y "knock-out" se obtienen mediante la manipulación de células troncales embrionarias, donde se elimina, altera o sustituye el gen correspondiente. Estas células se inyectan en un embrión precoz, integrándose en él y dando lugar a animales quiméricos. Si las células descendientes de las inyectadas contribuyen a la línea germinal, el gen alterado estará presente en la descendencia.  (1)
• Se introduce un gen modificado (transgén) en el pronúcleo de un oocito fertilizado. Luego, el oocito se implanta en una madre adoptiva. El transgén se incorpora de manera aleatoria en el genoma y solo una pequeña proporción de los oocitos fertilizados dará lugar a una primera generación que exprese el gen de interés​.  (1)

3. Función:  Estudiar la función de genes específicos y sus implicaciones en enfermedades como la diabetes tipo 2, permiten investigar aspectos como la resistencia a la insulina, la disfunción de las células β pancreáticas, y las complicaciones tardías de la diabetes​. (1)

Imagen 1: Generación de ratones knock-out ratones transgénicos para estudiar la diabetes - Búsqueda de Google [Internet]. Google.com. [citado el 28 de julio de 2024]. Disponible en: https://www.google.com/search?q=ratones+transg%C3%A9nicos+para+estudiar+la+diabetes&sca_esv=04b33ea2095d5ad7&sca_upv=1&udm=2&biw=826&bih=944&sxsrf=ADLYWIJ7-6n8a-kqRytsL_i9GU_ZCl8D6A %3A1722197624328&ei =eKamZrffE7SLwbkP9r2rwQ0&oq=&gs_lp=Egxn d3Mtd2l6LXNlcnAiADIHECMYJxjqAjIHECMYJxjqAjIHECMYJxjqAjIHECMYJxjqAjIHECMYJxjqAjIHECMYJxjqAjIHECMYJxjqAjIHECMYJxjqAjIHECMYJxjqAjIHECMYJxjqAjIHECMYJxjqAki4N1AAWABwAXgAkAEAmAEAoAEAqgEAuAESyAEA-AEB-AEGmAIBoAIMqAIKmAMMkgcBMaAHAA&sclient=gws-wiz-serp&gs_ivs=1

VENTAJAS DE ANIMALES TRANSGÉNICOS

1. Los animales transgénicos son fundamentales para modelar enfermedades humanas, permitiendo el estudio de patologías.

2. Algunos animales transgénicos son modificados para producir proteínas humanas terapéuticas en su leche, huevos, o sangre, como la producción de antitrombina en cabras transgénicas.

3. Estos modelos son utilizados para evaluar la seguridad y eficacia de nuevos fármacos antes de los ensayos clínicos en humanos. 

4. Se pueden diseñar animales transgénicos para producir proteínas y medicamentos complejos, como la insulina, de manera más eficiente y económica.

5. Se podrían utilizar para introducir genes de resistencia a enfermedades en especies en peligro de extinción. (2)

DESVENTAJAS DE ANIMALES TRANSGÉNICOS

1. El uso de animales transgénicos genera preocupaciones éticas significativas. Las cuestiones incluyen el bienestar de los animales, el sufrimiento causado por modificaciones genéticas.

2. La manipulación genética puede llevar a efectos no deseados, como la expresión incompleta del gen deseado o problemas de salud en los animales. Además, existe el riesgo de que los productos derivados de estos animales, como proteínas terapéuticas, puedan causar reacciones inmunológicas adversas en humanos.

​

3. La creación y mantenimiento de animales transgénicos son procesos costosos y técnicamente exigentes, lo que puede ser una barrera para muchos laboratorios y empresas, limitando su uso en la investigación.  

4. Existe el peligro de que los genes transgénicos se transfieran a poblaciones silvestres, lo que podría causar desequilibrios ecológicos.

5. La aceptación pública y la regulación de los organismos transgénicos pueden ser problemáticas, lo que puede obstaculizar su uso y desarrollo. (3)

BIBLIOGRAFÍA: 

1. Arias-Díaz y J. Balibrea J. Modelos animales de intolerancia a la glucosa y diabetes tipo 2 [Internet]. Isciii.es. 2007 [citado el 28 de julio de 2024]. Disponible en: https://scielo.isciii.es/pdf/nh/v22n2/revision3.pdf
2. Ghanbari M, Ivantsova MN, Atambire A, Kanwugu ON. Una descripción general de los animales transgénicos: beneficios, riesgos y regulaciones. En: Actas de la conferencia AIP. AIP Publishing; 2022.
   
3.  Shakweer WME, Krivoruchko AY, Dessouki SM, Khattab AA. Una revisión de las técnicas de animales transgénicos y sus aplicaciones. J Genet Eng Biotechnol [Internet]. 2023[citado el 28 de julio de 2024];21(1):55. Disponible en: http://dx.doi.org/10.1186/s43141-023-00502-z

ADN RECOMBINANTE ARTIFICIAL

ADN DE RECOMBINACIÓN NATURAL

Transferencia Génica Horizontal en Bacterias

El ADN recombinante natural en bacterias es la transferencia de genes entre bacterias del mismo tipo, permitiendo la adquisición de nuevas características genéticas y la adaptación al entorno a través de mecanismos como la transformación, transducción y conjugación (1).

Imagen 1: Transferencia horizontal de genes. Recuperado de: https://es.123rf.com/photo_149055078_transferencia-horizontal-de-genes-

ADN DE RECOMBINACIÓN ARTIFICIAL

Expresión recombinante en Saccharomyces boulardii de la subunidad A del pili corregulado con la Toxina (TcpA) de Vibrio cholerae O1

T: Expresión en Saccharomyces boulardii de la subunidad A del pili corregulado con la toxina (TcpA) de Vibrio cholerae O1.

O:Expresar la proteína TcpA de Vibrio cholerae en Saccharomyces boulardii como un primer paso para desarrollar una vacuna oral contra el cólera.

G: tcpA.

ER: EcoRV y XbaI.

EL: No se menciona en el texto.

V: pYES2.

CR:  E.coli TOP10 y ura3 auxotrófica de S. boulardii, que se utilizó para la expresión del gen tcpA.

MTG: Transformación por electroporación.

MIC:

El cultivo de las levaduras transformadas se realizó en medios de crecimiento específicos, como el medio de yeast nitrogen base (YNB), donde se indujo la expresión del gen tcpA mediante la adición de galactosa al medio. Las levaduras mutantes de S. boulardii mostraron la capacidad de crecer en medios YNB, lo que indica que la transformación fue exitosa y que el gen tcpA estaba siendo expresado.

Para la identificación de clones, se utilizó la técnica de PCR (Reacción en Cadena de la Polimerasa) para amplificar el gen tcpA. Esta técnica permitió confirmar la presencia del gen en las cepas transformadas, y se utilizó un par de primers específicos para asegurar la amplificación del fragmento deseado.

La secuenciación y el análisis de PCR confirmaron la presencia del gen tcpA con una alineación del 99.50%. A partir de esto, se purificó la proteína TcpA expresada en las levaduras, lo que permitió su análisis mediante SDS-PAGE y Western blot, validando así la correcta expresión de la proteína recombinante.   

Imagen 2: Electroforesis en gel de los productos de PCR del gen tcpA de V. cholerae en gel de agarosa (1%) durante 1 h y 100 V utilizando un cebador tcpA. Carril 1: escalera de ADN de 100 pb (Promega/EE. UU.). Carril 2: tcp A amplificado. Recuperado de: https://vaccimonitor.finlay.edu.cu/index.php/vaccimonitor/article/view/255

BIBLIOGRAFÍA:

1. Transferencia Génica Horizontal en Bacterias [Internet]. LibreTexts Español. Libretexts; 2022 [citado el 21 de julio de 2024]. Disponible en: https://espanol.libre

2. Awad, S., Al-Ahmer, S., & Salih, S. Expresión recombinante en Saccharomyces boulardii de la subunidad A del pili corregulado con la Toxina (TcpA) de Vibrio cholerae O1 [Internet]. Edu.cu. [citado el 21 de julio de 2024]. Disponible en: https://vaccimonitor.finlay.edu.cu/index.php/vaccimonitor/article/view/255

Análisis de autoanticuerpos anti-C1q mediante Western Blot

 

La técnica de Western blot es utilizada para analizar autoanticuerpos anti-C1q en muestras humanas, centrándose en los genes de las cadenas de proteínas B y C de C1q. Ayudando así a identificar técnica patrones de unión distintos en pacientes con lupus eritematoso sistémico (SLE) y síndrome de vasculitis urticarial hipocomplementémica (HUVS), ayudando así a la diferenciación entre ambas enfermedades. El análisis de Western blot es de suma importancia para detectar autoanticuerpos específicos y además ayuda a complementar la monitorización de enfermedades autoinmunes (1).

Imagen 1 Fotografía que muestra resultados representativos del análisis de transferencia Western de autoanticuerpos anti-C1q. La muestra positiva de la izquierda (tira 1) es positiva para anticuerpos que se unen a las cadenas B y C de C1q; muestra negativa a la derecha (tira 2). Se indican las posiciones de las cadenas C1q separadas A, B y C:Verlemyr A, Truedsson L, Skattum L. Analysis of anti-C1q autoantibodies by western blot. En: Autoantibodies [Internet]. New York, NY: Springer New York; 2019 [citado el 23 de junio de 2024];. p. 183–9. Disponible en: http://dx.doi.org/10.1007/978-1-4939-8949-2_14

BIBLIOGRAFÍA:

1. Verlemyr A, Truedsson L, Skattum L. Analysis of anti-C1q autoantibodies by western blot. En: Autoantibodies [Internet]. New York, NY: Springer New York; 2019 [citado el 23 de junio de 2024];. p. 183–9. Disponible en: http://dx.doi.org/10.1007/978-1-4939-8949-2_14

Prueba PCR para tuberculosis

Tema: Diagnóstico para la Tuberculosis con PCR en tiempo real.

Objetivo: Utilizar pruebas moleculares para detectar y diagnosticar enfermedades infecciosas, identificar cambios genéticos y detectar células cancerosas en etapas tempranas.

Tipo de muestra biológica: Sangre (sangre periférica) 

Tipo de ácido nucleico: ADN bacteriano, gen rpoB

Extracción (Lisis, separación, purificación): 

1. Método de lisis por calor: Este método implica calentar las muestras clínicas para romper las células bacterianas y liberar el ADN. 

2. Kits de extracción de ADN: Estos kits utilizan columnas de centrifugación y tampones especializados para purificar el ADN de muestras clínicas. Están diseñados para aislar de manera eficiente el ADN, incluido el de Mycobacterium tuberculosis, para análisis de PCR. 

3. El paso siguiente extracción de fenol-cloroformo: Este método clásico implica el uso de fenol-cloroformo para separar el ADN de otros componentes de la muestra. Por último existen varios kits para extraer ADN de Mycobacterium tuberculosis en muestras clínicas. Estos kits a menudo proporcionan protocolos paso a paso para el aislamiento eficiente del ADN. Una vez extraído el ADN mediante uno de estos métodos, puede usarse como plantilla para la amplificación por PCR para detectar la presencia de ADN de Mycobacterium tuberculosis.

Gen o secuencia a analizar: La amplificación de la secuencia IS6110 en la PCR permite la detección y el diagnóstico de la tuberculosis. 

Tamaño en pares de bases:  El tamaño del fragmento amplificado que contiene la secuencia IS6110 es de aproximadamente 123 pares de bases.

Tipo de PCR: PCR convencional

Pasos:

• Desnaturalización: 94°C - 96°C por 5 a 30 segundos.
• Hibridación: 44°C - 55°C por 5 - 30 segundos.
• Elongación: alrededor de 72 °C por 30 segundos.
• Número de copias: 1UI=3,41 copias 

Visualización: La visualización y análisis detallados de los resultados requieren el uso del software proporcionado por el fabricante del termociclador en tiempo real utilizado, así facilitar la interpretación de las curvas de amplificación y la cuantificación de la carga viral.

Imagen 1 Sensibilidad analítica de la prueba de PCR: Rodríguez B PS, Rivera P ZM, Suárez Blandenier L, Correa de H MF, Rabucha A, de Suárez C, et al. Tuberculosis pleural: Utilidad de la reacción en cadena de la polimerasa en muestras de tejido. Gac Med Caracas [Internet]. 2009 [citado el 16 de junio de 2024];117(3):231–42. Disponible en: https://ve.scielo.org/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0367-47622009000300008

BIBLIOGRAFÍA:

1. Arias M F, Herrera M T. Nuevos métodos para el diagnóstico de la tuberculosis. Rev Chil Enferm Respir [Internet]. 2016 [citado el 16 de junio de 2024];32(4):254–9. Disponible en:https://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0717-73482016000400007

2. Revollo Zepita S, Taborga Manrique X. Diagnóstico de tuberculosis extrapulmonar mediante la reacción en cadena de la polimerasa. RevCsFarm y Bioq [Internet]. 2013 [citado el 16 de junio de 2024];1(1):37–46. Disponible en:http://www.scielo.org.bo/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2310-02652013000100006

Alteración de la Epigenética en la cirrosis

 

La cirrosis es una condición crónica y progresiva donde el  hígado se va cicatrizando, en los pacientes se han observado cambios epigenéticos específicos como la hipermetilación aberrante que inactiva genes que se relacionan con el control celular, apoptosis y reparación del AND. La alteración se relaciona con la activación o inactivación de las células estrelladas hepáticas (HSCs), mediada por microARNs, de esta manera pueden promover la producción de matriz extracelular para la cicatrización. (1)

Imagen 1  Mecanismos epigenéticos que influyen en los genes:  Mann DA. Epigenetics in liver disease. Hepatology [Internet]. 2014;60(4):1418–25. Disponible en:http://dx.doi.org/10.1002/hep.27131

BIBLIOGRAFÍA:

1. Mann DA. Epigenetics in liver disease. Hepatology [Internet]. 2014;60(4):1418–25. Disponible en:http://dx.doi.org/10.1002/hep.27131

Alteraciones en la traducción genética del COVID-19

 

COVID-19, es una enfermedad infecciosa provocada por el virus SARS-CoV-2 .En la alteración de la traducción existen los ribosomas que se encargan de la síntesis de proteínas, leen el ARNm y ensamblan las proteínas a partir de aminoácidos, de esta forma la síntesis de proteínas es afectada por la interacción del virus con los ribosomas, es decir se altera la producción de proteínas celulares. El virus codifica la proteína espiga (S) cuando existe alteración en la proteína afecta la replicación viral.

Imagen 1 Forma y estructura del virión de SARS-CoV-2: Pastrian-Soto G. Bases Genéticas y Moleculares del COVID-19 (SARS-CoV-2). Mecanismos de Patogénesis y de Respuesta Inmune. Int J Odontostomatol [Internet]. 2020 [citado el 2 de junio de 2024];14(3):331–7.Disponible en:https://www.scielo.cl/scielo.php?pid=S0718-381X2020000300331&script=sci_arttext

BIBLIOGRAFÍA:

1.  Pastrian-Soto G. Bases Genéticas y Moleculares del COVID-19 (SARS-CoV-2). Mecanismos de Patogénesis y de Respuesta Inmune. Int J Odontostomatol [Internet]. 2020 [citado el 2 de junio de 2024];14(3):331–7. Disponible en:https://www.scielo.cl/scielo.php?pid=S0718-381X2020000300331&script=sci_arttext

Alteraciones de la transcripción en la influenza y neumonía

 

La influenza se manifiesta por un virus mientras que, en la neumonía existe una infección en el tejido pulmonar. Son causadas por agentes infecciosos y experimentan mutaciones en su material genético que afectan la transcripción viral de diferentes formas, una de ellas es la alteración en la RdRP que afecta la eficiencia de la síntesis  del ARN creando proteínas virales defectuosas. Otra forma es mediante los promotores virales que son regiones del ARN que regulan la transcripción, estas regiones se mutan y afectan a la unión de los factores de transcripción celulares como también el inicio de la transcripción.(1)

Imagen 1 Estructura del virus Influenza: Talledo M, Zumaeta K. Los virus Influenza y la nueva pandemia A/H1N1. Rev Peru Biol [Internet]. 2009 [citado el 26 de mayo de 2024];16(2):227–38. Disponible en:  http://www.scielo.org.pe/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1727-99332009000200018

BIBLIOGRAFÍA:

1. Talledo M, Zumaeta K. Los virus Influenza y la nueva pandemia A/H1N1. Rev Peru Biol [Internet]. 2009 [citado el 26 de mayo de 2024];16(2):227–38. Disponible en:  http://www.scielo.org.pe/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1727-99332009000200018