Primera terapia genética denominada "Glybera", desarrollada para el tratamiento de la deficiencia de lipoproteína lipasa (DLPL).

La enfermedad la causan mutaciones en el gen LPL, lo que produce un descenso considerable o ausencia de la actividad de la enzima LPL en los pacientes. Esta enzima es necesaria para romper las grandes partículas portadoras de grasa que circulan en la sangre después de cada comida. Cuando estas partículas, denominadas cilomicrones, se acumulan en la sangre, pueden llegar a obstruir los pequeños vasos sanguíneos. Un exceso de cilomicrones produce una inflamación recurrente y aguda del páncreas, lo que se denomina pancreatitis, la enfermedad más debilitadora del LPLD.

Glybera (alipogene tiparvovec) contiene la variante del gen humano LPL S447X de la lipasa de la lipoproteína (LPL) en un vector. El vector está compuesto por una estructura de proteína derivada del serotipo 1 del virus adeno-asociado (AAV1), el promotor, un elemento regulador post-transcriptor y las repeticiones de terminal invertido derivadas AAV2. Por lo que en otras palabras este medicamento avalado por la EMA es un vector viral (derivado de un virus adeno-asociado) que porta el gen de la LPL y se administra mediante inyecciones intramusculares. La acción del vector viral permite que la proteína LPL se produzca a partir de las células musculares del paciente.

Bibliografía: 

• Europapress[Internet]. Ámsterdam: Europapress; 2012 [actualizado 07 Nov 2016; citado 30 Jun 2018]. Disponible en: http://www.europapress.es/economia/noticia-comunicado-primera-terapia-genetica-glybera-uniqure-aprobada-comision-europea-20121102083249.html

Ciertos órganos producen células madre multipotentes como la Médula Ósea, lo que da lugar a una liberación de las mismas para curar cualquier órgano dañado o disfuncional, en este caso el Páncreas.

Aquí se utiliza un método alternativo que consiste en la administración de células de islotes autólogos, en el cual se las aísla para posteriormente implantarlas al mismo órgano con el fin de reparar los daños y restablecer las funciones del mismo.

Hay varias razones por las cuales se realiza este tipo de trasplante y entre las principales están:

1) No presenta rechazo

2) No son necesarios medicamentos inmunosupresores

3) El periodo de conservación en frió es corta

4) Los islotes se trasplantan inmediatamente sin cultivo previo

Bibliografía:

• Regeneration Center on Thailand.  Treat Pancreatitis with Islet Stem Cells. Regeneration Center on Thailand[Internet]. 2014[23 Jun 2018]. Disponible en:https://stemcellthailand.org/therapies/acute-pancreatitis-islet-cell-replacement/#

ADN RECOMBINANTE EN LA NATURALEZA

La recombinación genética es un proceso biológico que se produce normalmente en todos los organismos, tras el cual se produce un cambio del genoma (patrimonio genético del que está dotado un organismo) y se verifica normalmente con la rotura y la reunión del ADN.

un ejemplo de este se presenta en la Escherichia Coli en la cual se han encontrado enzimas llamadas recombinasas las cuales catalizan reacciones de recombinación natural; específicamente en esta bacteria se encargan de la reparacion de las roturas en el ADN de doble hebra.

cabe destacar que en levaduras y algunos eucariotas se encuentras dos recombinasas:

- RAD51 --> Recombinación Mitótica y Meiótica

- DMC1 --> Recombinación meiótica

ADN RECOMBINANTE EN LA PANCREATITIS

Tripsina Recombinante

"La tripsina es una serín proteasa que lleva a cabo la catálisis de reacciones de hidrólisis de enlaces peptídicos que contienen residuos de aminoácidos básicos, tales como lisina y arginina, reduciendo el tamaño de proteínas grandes y haciéndolas accesibles a posterior degradación por otras proteasas."

Esta proteasa normalmente es obtenida del páncreas porcino, pero la misma suele estar contaminanda y puede ser infecciosa, por lo que para su producción es utilizada la tecnología de ADN recombinante que utiliza a la levadura P. Pastoris que actúa como hospedero; esta levadura es metilotrófica puesto que tiene la capacidad de crecer en metanol como única fuente de carbono y energía por lo cual en su metabolismo involucra AOX (enzima alcohol oxidasa). Para la producción de esta proteína recombinante se introduce un vector que porta el gen heterólogo bajo el control del promotor del gen AOX1, y por recombinación homóloga se integra a su genoma, siendo posible inducir la expresión de dicho gen heterólogo al emplear metanol como única fuente de carbono.

Cabe recalcar que en esta enfermedad hay una mutación que interfiere con la correcta producción de tripsina, por lo cual esta es una alternativa para dicha deficiencia.

Bibliografía:

• Ivu. Ingeniería genética o tecnología del ADN recombinante. IVU[Internet]. 2015[16 Jun 2018]. Disponible en: https://ivu.org/spanish/trans/ssnv-genetic.html
• Mudassar, HirzHarald, Schwa. Protein expression in Pichia pastoris: recent achievements and perspectives for heterologous protein production. Springer[Internet]. 2014[17 Jun 2018]. Disponible en:https://link.springer.com/article/10.1007/s00253-014-5732-5

Prueba caracterizada por la secuenciación de exones que se lleva a cabo, para lo cual se requiere una muestra de sangre en la cual se aplica la prueba.

El ADN se enriquece mediante el kit de exon humano SureSelect de Agilent (CA) para el sistema de secuenciación SOLid. El enfoque va dirigido a los exones de 18.000 genes conocidos lo cual cubre 38 Mb del genoma humano; cada muestra se secuencia en 1/4 del cuadrante SOLid 4 y se obtiene 3.1 de 2.2 Gb de secuencia mapeable, las lecturas fueron dadas por los espacio de colores que se formaban los cuales se asignaron al genoma humano de referencia (NCBI GRCh37.2) y a variantes (ambos SNPs e indeles) que fueron llamados utilizando el software CLCbio Genomics Workbench.

Bibliografía:

• Barmada, Solomon, Rusch. Whole Exome Sequencing Identifies Multiple, Complex Etiologies in an Idiopathic Hereditary Pancreatitis Kindred. NIH[Internet]. 2013[08 Jun 2018]. Disponible: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3651649/pdf/nihms-469306.pdf

Genetic mutations in SPINK1, CFTR, CTRC genes in acute pancreatitis

TEMA: Mutaciones genéticas en los genes SPINK1 , CFTR , CTRC en la pancreatitis aguda

OBJETIVO: determinar la frecuencia de mutaciones genéticas en pacientes con pancreatitis aguda e investigar su relación con la etiología y el curso clínico.

MUESTRA BIOLÓGICA: sangre periférica

TIPO DE ÁCIDO NUCLÉICO: ADN Genómico

EXTRACCIÓN DE ADN: en tubos con EDTA

GENES AMPLIFICADOS: 

SPINK1 con 112 pb

CFTR con 130 pb

CTRC con 127 pb 

TIPO DE PCR: PCR alelo-específica (ASA-PCR) y fusión de alta resolución (HRM) -PCR

PASOS DE PCR: desnaturalización inicial de 95 ° C durante 1 minuto, seguido de 35 ciclos de 15 segundos a 95 ° C, 15 segundos a 60 ° C, 30 segundos a 72 ° C y una extensión final a 72 ° C para 7 min.

VISUALIZACIÓN: sistema de electroforesis de microchip MCE-202 Multi NA

Bibliografía:

• Koziel, Gluszek, Kowali, Pieciak. Mutaciones genéticas en los genes SPINK1, CFTR, CTRC en la pancreatitis aguda. PMC[Internet]. 2015[ 29 May 2018]. Disponible en:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4476205/

PRUEBA DE TAMIZAJE

Prueba de Secretina-Colecistoquinina o Secretina-Ceruleína (PSC)

Prueba invasiva que consiste en la estimulación del páncreas mediante la adminstración intravenosa de secretina, colecistoquinina o ceruleína; para lo cual luego se obtendrán muestras del liquido duodenal. La presencia de bicarbonato es el mejor criterio que permite diferenciar entre pacientes con o sin enfermedad pancreática puesto que se toma en cuenta la disminución en la concentración del mismo o la producción de enzimas.

PRUEBA CONFIRMATORIA

Prueba del Sudor

Representa una forma indirecta de evaluar la función de CFTR que estima la concentración de Cloro en el sudor en donde se considera:

Patológica (Cl > 60 mmol/l)

Borderline (Cl 40-60 mmol/l)

Normal (Cl < 40 mmol/l)

Bibliografía:

• Carballo F, Sanz-de-Villalobos E. Research Gate. [Internet].2014 [citado 2018 Mayo 20]. Disponible en:https://www.researchgate.net/profile/Eduardo_Sanz-de-Villalobos/publication/242125131_PRUEBAS_DE_FUNCION_PANCREATICA_EXOCRINA/links/0deec52c72d3973373000000/PRUEBAS-DE-FUNCION-PANCREATICA-EXOCRINA.pdf.

Uno de los factores que intervienen es el estrés oxidativo, al cual las células acinares se adaptan puesto que las mismas tienen cierto grado de sensibilidad por las mutaciones involucradas; dicha adaptación puede implicar el estado de diferenciación y la reprogramación epigenética de las mismas. Cabe destacar que el alcohol puede ser un factor que contribuye al estrés oxidativo por el agotamiento de “carroñeros” como el selenio, vitaminas E y C a más de la riboflavina; dicho agotamiento va a estar involucrado en la inducción y/o propagación del daño, a más de la acumulación de lípidos que dañan la célula acinosa como resultado de la acción de sus metabolitos tóxicos.

Curiosamente, la reprogramación epigenética del genoma de la célula acinar puede preceder, y en realidad acentuar la lesión asociada a la pancreatitis. Según estudios realizados esta incide en la activación de genes que promueven, en lugar de impedir la lesión.

Bibliografía:

• Klaus E. Mönkemüller PM. Sceince Direct. [Internet]. 2017[citado 2018 Mayo 20] Disponible en: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780323340625000571.

• Fernandez-Barrena MG. Sceince Direct. [Internet]. 2016 [citado 2018 Mayo 20. Disponible en: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780128023891000204.

En la pancreatitis existen varios genes mutados implicados,  tal es el caso del gen CFTR, las mutaciones en este gen implican una síntesis defectuosa, puesto que el mecanismo de traducción, existe la presencia de un codón de parada prematuro, que en algunos casos producen alteraciones de splicing mientras que en otros se producen cambios en el marco de lectura; por lo cual el ARNm es inestable y por ende tiene como consecuencia la síntesis de una proteína anormal que tiende a ser inestable y de fácil degradación.

Funcionalmente, esta mutación incide en la perdida de conductancia del canal de Cl- en el epitelio afectado, lo cual incide en la secreción de bicarbonato para mantener al tripsinógeno (codificado por PRSS1) en un estado adecuado.

Estructura normal de CFTR

Cabe destacar que este gen presenta otras mutaciones que inciden en su función:

Bibliografía:

• Vega Luis. CFTR: Más que un canal de cloro. [Internet]. Bethesda: National Library of Medicine; 2017[actualizado 25 Jun 2017; citado 12 May 2018]. Disponible en: http://www.neumologia-pediatrica.cl/wp-content/uploads/2017/06/CFTR.pdf

Si bien se ha indicado, hay varias mutaciones relacionadas a esta enfermedad; la mutación de R122H del gen PRSS1 es de las más comunes puesto que segun estudios existe un cambio del nucleótido Guanina (G) por Adenosina (A) de la secuencia de uno de los alelos del gen del tripsinógeno catiónico en el exon 3

PRSS1: cG>A

Hay una sustitución del aminoácido arginina por histidina en la posición 122: R122H.

La repercusión de las variantes identificadas va a incidir en la síntesis del producto que se necesita, por lo cual va a tener consecuencias sobre la actividad de la tripsina, ya que en la transcripción de esta cadena al no existir la secuencia de bases requerida la información que el ARNm llevara sera errónea y dará lugar a la síntesis de una molécula denominada "Supertripcina" en la cual se ha eliminado el sitio de autolisis de la tripsina y por ende la misma no puede ser desactivada.

Bibliografía:

• Palaez Luna, Díaz Guillermo, Canizales Samuel. Mutaciones PRSS1 Y SPINK1 en la pancreatitis aguda crónica y recurrente idiopática. PMC [Internet]. 2014 [citado  06 May 2018]. 20 (33): 11788-11792. Disponible en: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4155369/

La entidad conocida como pancreatitis hereditaria ha sido reconocida por el hallazgo del gen PRSS1 que en 1996 marcó el inicio de una era de descubrimientos genéticos asociados a dicha enfermedad. Desde entonces, múltiples genes han sido descritos como causa de pancreatitis hereditaria o modificadores de la enfermedad, entre los que se destacan el PRSS1, SPINK1, CFTR, CASR, CTRC, CLDN2 y CPA1 entre otros.

Descripción de los genes  más importantes asociados con pancreatitis hereditaria

PRSS1

El gen PRSS1 codifica para tripsina 1, es la isoforma predominante de tripsinógeno en los jugos pancreáticos humanos y que afecta la activación de otras enzimas digestivas en el páncreas.

En la mutación de PRSS1, lo que sucede es que se la tripsina se activa prematuramente o ésta es resistente a degradación, causando así la activación inapropiada de tripsina dentro del acino pancreático, desencadenando una reacción inflamatoria descontrolada que sobrecarga los mecanismos protectores del páncreas y resulta en pancreatitis. La variante heterocigótica del PRSS1 resulta a un modo de transmisión autosómico dominante de la pancreatitis hereditaria.

SPINK1

El inhibidor de la proteasa de serina Kazal tipo 1 es una anti-proteasa y funciona como un inhibidor de la activación tripsina. Debido a que ésta anti proteasa es un factor de protección, la mutación se da cuando disminuye la capacidad inhibitoria de la enzima resultando así en la predisposición para episodios de pancreatitis.

CFTR

El regulador de conductancia transmembrana de fibrosis quística es una proteína que tiene como su función principal la de secretar fluido con alto contenido de bicarbonato, lo cual remueve los zimógenos fuera del páncreas hacia el duodeno. Sin embargo, cuando hay una disfunción, ésta remoción de zimógenos no se da, lo cual resulta en la activación del zimógeno dentro del ducto pancreático causando así la digestión de tejido pancreático adyacente y por ende pancreatitis.

En conclusión la pancreatitis se presenta como una enfermedad hereditaria autosómica dominante con una mutación en el gen serina proteasa 1(PRSS1) que codifica tipsinógeno catiónico.  La mutación R122H interfiere con la autolisis de la trispsina; la mutación N29I da como resultado la alteración de la molécula de tripsina sintetizada que reduce su afinidad para el inhibidor de serina proteasa. El regulador de conductancia transmembrana de fibrosis quística (CFTR) es importante puesto que codifica una proteína de canal de cloruro esencial para secreción de líquidos, proteínas y bicarbonato el cual ayuda a mantener al tripsinogeno en un estado adecuado; si este presenta una mutación habra una hidratación inadeacuada y por ende una acumulación de enzimas digestivas ocacionando una autodigestión. Las mutaciones en este gen se han reconocido en personas con Pancreatitis Crónica Idiopática.

Bibliografía:

• Martínez J. EMC Tratado de Medicina [Internet]. Vol 19. México: ELSEVIER; 2015 [Actualizado 15 Sep 2015; citado 25 Abr 2018]. Disponible en: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1636541015728023

• Rivera, E. Pancreatitis, genes y autotransplante de islotes; actualizaciones y nuevos horizontes. Scielo [Internet]. 2017 [citado 26 Abr 2018]; 37:1. Disponible en: http://www.scielo.org.pe/scielo.php?pid=S1022-51292017000200008&script=sci_arttext

¿Qué es la pancreatitis?

La pancreatitis es la inflamación del páncreas, el cual tiene dos funciones principales: producir insulina y hacer jugos digestivos o enzimas para ayudarlo a digerir los alimentos. Estas enzimas digieren los alimentos en el intestino. La pancreatitis ocurre cuando las enzimas dañan el páncreas, lo que causa inflamación. La pancreatitis puede ser aguda o crónica. Cualquiera de las formas es grave y puede conducir a complicaciones. 

Pancreatitis aguda 

La pancreatitis aguda ocurre repentinamente y es una afección a corto plazo. La mayoría de las personas con pancreatitis aguda mejora y desaparece en varios días con el tratamiento. Algunas personas pueden tener una forma más grave de pancreatitis aguda, que requiere una larga estadía en el hospital. 

Pancreatitis crónica 

La pancreatitis crónica es una enfermedad de larga duración. El páncreas no sana ni mejora. En cambio, empeora con el tiempo, lo que puede provocar daños duraderos en el páncreas. 

Bibliografía:

• Cristopher E, Forsmark. Definition & Facts for Pancreatitis. NIH [Internet]. 2017 [citado 21 abril 2018]. 1:2. Disponible en: https://www.niddk.nih.gov/health-information/digestive-diseases/pancreatitis/definition-facts

Bienvenidos, mi nombre es Alejandra Pilamonte, estudiante de Tercer Semestre de la Universidad Central del Ecuador, perteneciente a la asignatura de Biología Molecular.

El siguiente blog creado por mi persona, tiene como finalidad la de compartir información mediante artículos científicos, imágenes, enlaces y vídeos relacionados con la cátedra; tratando así de lograr resolver preguntas y dudas frecuentes de personas interesadas en incursionar y adentrarse en la materia.

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