EJEMPLO DE ADN RECOMBINANTE EN LA DIABETES MELLITUS 

ANÁLOGOS DE LA INSULINA-DIABETES MELLITUS

La tecnología recombinante del ADN ha permitido disponer de los análogos de insulina, tanto rápidos como basales, que han aportado algunos beneficios sobre la insulina regular y NPH para el tratamiento de la diabetes mellitus. Se incluyen tanto los análogos de insulina de acción rápida (lispro, aspártica y glulisina) como los de acción prolongada (glargina y determir). Estos beneficios van desde posologías de inyección preprandial, e incluso posprandial, más cómodas y versátiles en los análogos de insulina rápida. También existe una clara disminución del riesgo de hipoglucemias nocturnas con los análogos de insulina basal, incluso la ganancia de peso al insulinizar con detemir es menor que con otras insulinas. No obstante, existen áreas donde debemos profundizar nuestro conocimiento sobre el uso de estas moléculas como son las mujeres con diabetes mellitus en periodo de gestación y la diabetes gestacional. Así mismo, la diferente afinidad por el receptor de IGF-1 de este grupo de moléculas, debe hacernos pensar en esta familia de moléculas no como un grupo homogéneo, debiendo estar atentos a futuros hallazgos en relación con la seguridad de alguno de los análogos.

Referencias:

D.A. de Luis ∗ y E. Romero. Análogos de insulina: modificaciones en la estructura, consecuencias moleculares y metabólicas. [Internet][citado 16 Mayo 2016].Disponible en:  http://apps.elsevier.es/watermark/ctl_servlet?_f=10&pident_articulo=90187139&pident_usuario=0&pcontactid=&pident_revista=40&ty=29&accion=L&origen=zonadelectura&web=www.elsevier.es&lan=es&fichero=40v39n01a90187139pdf001.pdf

Prueba Molecular para la Diabetes Mellitus

El método tipo Southern o Southern blot fue desarrollado para la detección de genes específicos en el ADN celular. 

1.       El análisis de polimorfismos puede realizarse mediante la utilización de varias técnicas, tales como la técnica de hibridación de Southern, o mediante amplificación de ADN por la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) y posterior digestión de los productos de la amplificación con endonucleasas de restricción, ya que los cambios en la secuencia de ADN suelen ser detectables por la generación o la supresión de secuencias diana características de las diferentes enzimas de restricción, lo que conduce a la aparición de fragmentos de ADN de diferentes tamaños (denominados RFLPs, por «restriction fragment length polymorphism») que se pueden separar mediante electroforesis en geles de agarosa o poliacrilamida.
2.      La sonda unida al fragmento de ADN complementario se puede visualizar en el filtro de una forma sencilla mediante una exposición a una película de rayos X para el caso de sondas radiactivas o con una película sensible a la luz, para el caso de sondas con fluorocromo. 
3.    Los recientes desarrollos en la tecnología en la aplicación de las nuevas técnicas de microdetectores (los llamados microarrays o «arrays» de ADN) permite el análisis simultáneo de un gran número de polimorfismos. 
4.      Con el uso de alguna de estas técnicas podemos proceder al genotipado de individuos, de familias o de grupos de población para determinar la representación de alelos polimórficos presentes en cada individuo (haplotipos), o para estudiar su segregación a través de las sucesivas generaciones de una familia. 
5.         Una vez conocida la frecuencia de aparición de un alelo en una determinada población con ECV se compara con su frecuencia en la población sana. Si el alelo en cuestión es significativamente más frecuente en el grupo con ECV estamos ante un marcador genético, que consideramos como un factor de riesgo de dicha enfermedad. [2]

 

https://www.youtube.com/watch?v=1Q-_qgCtk3c

Bibliografía:

[1] S. Martínez-Hervás, A.B. García-Garcíaa , F.J. Chaves. Técnicas para el estudio del ADN y el ARN. Introducción al estudio de proteínas. .[Internet].2007 [citado 11 de junio de 2016]; Disponible en: http://www.avancesendiabetologia.org/gestor/upload/revistaAvances/23-6-4.pdf

[2] A. Ocaña-Fuentes, A. Coloma, y Grupo de la Sociedad Española de Diabetes para el Estudio de la Nutrición (GSEDNu). Factores genéticos de riesgo microvascular y macrovascular en la diabetes mellitus.[Internet].2003 [citado 11 de junio de 2016]; Disponible en: http://www.sediabetes.org/gestor/upload/revista/00001975archivorevista.pdf#page=5

[3] Southern Blot.[Internet].2011 [citado 11 de junio de 2016]; Disponible en:  https://www.youtube.com/watch?v=1Q-_qgCtk3c

Prueba de tamizaje de diabetes mellitus

Existen 4 pruebas que se han empleado para el tamizaje de la DM2:

Glucemia de ayuno; 

Glucemia 2 horas poscarga de glucosa (las características de la carga se explican en el aparte sobre diagnóstico y clasificación); 

Hemoglobina Glucosilada A1c (A1c); 

Glucometría capilar realizada mediante glucómetro.

El propósito de las pruebas de tamizaje es identificar individuos ASINTOMÁTICOS con posibilidad de tener diabetes tipo 2. Si las pruebas de tamizaje resultan positivas, entonces se realiza una prueba diagnóstica que nos dice si el paciente tiene diabetes o no. [1]

[2] Diagnostico de diabetes

Prueba de confirmación:

Hemoglobina glicosilada (HbA1c) 

Es un examen de laboratorio que muestra la cantidad promedio de glucosa en la sangre durante los últimos tres meses, esto es de mucha utilidad para el control de la enfermedad.

La  hemoglobina glicosilada mide la cantidad de glucosa adherida a los glóbulos rojos. El resultado se expresa en un porcentaje (%) que finalmente indica el nivel promedio de glicemias durante el trimestre anterior a la prueba.

Los siguientes son los resultados cuando el HbA1c se están usando para diagnosticar diabetes:

Normal: menos de 5.7 %

Prediabetes: 5.7 a 6.4%

Diabetes: 6.5% o superior

[3] HbA1c.

Determinación de Péptido C

La determinación de Péptido-C se suele solicitar en los siguientes casos: 

En casos con diabetes tipo 1 de recién diagnóstico para valorar la función residual de la célula beta; en casos de diabetes tipo 2 cuando el médico quiere conocer la secreción de insulina residual y comenzar el tratamiento insulínico en el momento más apropiado. [4]

Bibliografía

[1] Dr. John E. Feliciano Alfonso, MD Prof. Dr. Iván D. Sierra Ariza, MD, PhD. GUIAS DE PRÁCTICA CLÍNICA BASADAS EN LA EVIDENCIA SOBRE EL TAMIZAJE, DIAGNÓSTICO Y TRATAMIENTO DE LA DIABETES MELLITUS [Internet].2007 [citado 27 de Mayo de 2016]; Disponible en: http://www.diabetes.unal.edu.co/Guias_DM2.pdf

[2] Dra. Marcela Alfaro Rodríguez. TAMIZAJE DE DTM [Internet].2015 [citado 27 de Mayo de 2016] N Engl J Med. 2010;362(12):1090; Disponible en:http://www.medicos.sa.cr/web/documentos/SEMINARIO%20DIABETES%20MELLITUS%20I/Presentacion%20tamizaje%20de%20DM.pdf

[3] HbA1c. Imagen [Internet] [Citado: 27 de mayo de 2016]. Disponible en: https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjStYFp5ZO4KyK5G97upDTX6OqKPPOAtFXGnMhlyLkVEPgM_Stnh5eJbUiYrV5akKUTxLPozV6sAXXDnrHBBbRoPDyFgO-9G42TwCbDZc2lIQLoV6jNHB8Zvd0yy31VEkBNvSDIU9dNtjgB/s1600/diabetes+11.jpg

[4] Marcelo González, Ex guía de Diabetes. Que es la HbGl. [Internet].2011 [citado 27 de Mayo de 2016]; Disponible: http://www.guioteca.com/diabetes/%C2%BFque-es-la-hemoglobina-glicosilada/

Alteraciones en la Epigenética relacionada con Diabetes Mellitus

Las modificaciones epigenéticas al parecer están influidas por diversos factores ambientales. Los principales mecanismos epigenéticos que regulan la expresión de los genes son:

• La metilación del ADN en citosinas seguidas por guaninas (dinucleótidos CpGs). Estos dinucleótidos son abundantes en las regiones promotoras de muchos genes, y su hipermetilación suele acompañarse de una disminución de la expresión génica.

• Diversas modificaciones covalentes en aminoácidos terminales de las histonas, incluyendo, entre otras, acetilación y metilación, que son moduladas por enzimas como las acetiltransferasas (HATs), metiltransferasas (HMTs), y desacetilasas (HDACs). Estas modificaciones postranscripcionales parecen afectar a la expresión génica a través de alteraciones en el grado de compactación o dificultando el acceso de los factores de transcripción al ADN.

• los RNAs no codificantes, entre los que destacan los micro RNAs (miRNAs), que regulan post-transcripcionalmente la expresión de genes mediante su emparejamiento con la región no traducida 3 del ARN mensajero y la consiguiente degradación de los transcritos. [1]

[2] Epigenética.

Un estudio de tipo EWAS que comparó parejas de gemelos monocigóticos de entre 53 y 80 años discordantes para la diabetes tipo 2, identificó 789 sitios CpG diferencialmente metilados en el músculo esquelético y 1.458 en el tejido adiposo subcutáneo25. Aunque la magnitud de esas diferencias no fue muy grande, algunas de ellas se localizaron en genes tan importantes como PPARGC1A y HNF4A.

En relación con la resistencia a la insulina, un estudio en 84 parejas de gemelos monocigóticos describió una asociación entre la metilación global del ADN y el índice HOMA28. En este sentido, uno de los genes que puede jugar un papel destacado es PPARGC1A. Así, la metilación del promotor de PPARGC1A aumentó un 50% en los islotes pancreáticos de pacientes diabéticos en comparación con los no diabéticos. [1]

[3] Epigenética de la diabetes.

Bibliografía

[1] Fermín I. Milagro Y. y J. Alfredo Martínez H. Epigenética en obesidad y diabetes tipo 2: papel de la nutrición, limitaciones y futuras aplicaciones [Internet].2004 [citado 27 de Mayo de 2016];49(1):23-26. Disponible en: http://soched.cl/Revista%20Soched/3-2013/4.pdf

[2] Epigenética. Imagen [Internet] [Citado: 27 de mayo de 2016]. Disponible en: https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiaWsC91azD02G4sI9qZdfsGa59VCxCQ0ELLF4N5JWq-2XlZ2aulPofLi84xSwfZPaqcwKVDB7i_YV_QjjG9KlwZrBc3xLmCEUM0KNGcGm7i5XCQXP0Vy4HEHWbRCmQHl3lBYrdn3HKk9I/w1200-h630-p-nu/epigenetica.png

[3] Epigenética de la diabetes. Video [Internet] [Citado: 27 de mayo de 2016]. Disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=BUciJRy9Un0#action=share

Alteraciones de la Traducción en la Diabetes Mellitus

Los científicos han identificado diez nuevas regiones del ADN relacionadas con la diabetes tipo 2, lo que lleva el número de genes y regiones genéticas asociadas con la enfermedad a más de 60. 

Identifican nuevos genes específicos de las células beta, y demuestran por primera vez una relación entre los ARNlnc y la diabetes´. El dogma de la genética consiste en que el ADN de los genes se transcribe a ARN mensajero (ARNm) que después es traducido a proteínas. Existen otras formas de ARN, como el ARN ribosómico (ARNr) o el ARN de transferencia (ARNt), que catalizan reacciones biológicas, controlan la expresión de genes o interaccionan con cascadas de señalización dentro de las células. 

En los últimos años se ha descrito una nueva forma de RNA, el ARNlnc. Se trata de una molécula que no se traduce a proteína y se puede encontrar en diferentes partes de la célula. ARNlnc son muy específicos para tipos de tejidos, relacionandolo con cáncer, ciclo celular, el ensamblado de los ARNs o la regulación transcripcional.  ARNlnc regula la expresión de un gen íntimamente relacionado con la diabetes llamado GLIS3. Ello indica que al menos algunos de estos genes ARNlnc desempeñan funciones reguladoras. Algunos ARNlnc se producen en cantidades mayores o menores de lo esperado en células beta de personas con diabetes tipo 2. [1]

[Fig. 1][2] Proceso de la Traducción

[3] Video: Traducción a proteínas

Referencias Bibliográficas

[1] Investigadores del IDIBAPS vinculan un nuevo tipo de ARN con la diabetes; [Internet]. Barcelona, España 2012; [actualizado: 8 de octubre de 2012][Citado: 21 de mayo de 2016]. Disponible en: http://blog.hospitalclinic.org/es/2012/10/nou-tipus-arn-relacionat-amb-diabetis/

[2]Proceso de traducción [Internet]Imagen; [Citado: 21 de mayo de 2016]. Disponible en: https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjP44yhboZqiJmgJkly8V1ozeeamCRn-KpXNUo2fie9-CBmmvJDvC2whhN0ZwvLn1VGc_bl1djX-q49A-1Xi4JBcLwN6gNtnxJQ4u6I2C3Dw9kfEHY7f0tMocyR8bTOOfyB0vmZ8-Ay23bK/s1600/Traduccion.jpg

[2]Traducción de ADN a Proteínas [Internet]Video; [Citado: 21 de mayo de 2016]. Disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=stb1KGHivJo#action=share

Alteraciones en la Transcripción en la Diabetes Mellitus

La Transcripción en la Diabetes Mellitus está representada en la Diabetes  MODY,  debido a alteraciones en los factores de transcripción hepatonucleares, que proporcionan un papel en el desarrollo y proliferación de las células beta del páncreas, así como su metabolismo funcional cuando ya son células maduras. Los estudios moleculares demuestran las mutaciones en  factores como la expresión del gen de la insulina o mutaciones en la enzima glucoquinasa, por lo tanto la producción de insulina será insuficiente o nula. 

MODY (Maturity onset type diabetes of the young) fue previamente considerada como el tercer tipo de diabetes tipo 2. Sin embargo, con el descubrimiento de las mutaciones que resultan en MODY, ahora se la clasifica como diabetes secundaria u otros tipos de diabetes. Los pacientes también pueden presentar resistencia a la insulina y una deficiencia tardía de las células β. La evidencia indica en los siguientes 8 genes distintos han sido correlacionadas con el desarrollo de MODY. [1].

[Fig.1][2]. Alteración genética asociada a diabetes mellitus

En la Diabetes MODY los  pacientes presentan principalmente hiperglucemia moderada antes de los 25 años de edad, con síntomas como:

[Fig.2][3]. Alteración genética asociada a diabetes mellitus

Referencias bibliográficas:

[1]. Bioquímica médica-Diabetes mellitus tipo 1 y 2;[Internet].España 2015; [actualizado: 5 de abril del 2015][citado 07 de mayo 2016] Disponible en: http://themedicalbiochemistrypage.org/es/diabetes-sp.php

[2]. Genética de diabetes mellitus[Internet]Imagen;[citado 07 de mayo 2016].Disponible en:http://www.google.com.ec/imgres?imgurl=http://www.savalnet.cl/medios/2007/CienciayMedicina/ProgresosMedicos/23250pi001.jpg&imgrefurl=

[3]. Genética de diabetes mellitus[Internet]Imagen;[citado 07 de mayo 2016].Disponible en: http://image.slidesharecdn.com/taller4diabetesmodybusquedadeinformacion-100808170547-phpapp01/95/diabetes-tipo-mody-taller-4-8-728.jpg?cb=1281287429

Alteraciones de la Replicación o en la genómica de la Diabetes Mellitus (DT2)

Se cree que las mutaciones de los genes en DT2 resultan en un defecto de la síntesis o la secreción de insulina. Mutaciones en el gen de la glucocinasa y de los factores transcripcionales HNF-1a, HNF-4a, IPF-1, HNF-1b y HNF-3b han sido demostradas como causa de la diabetes tipo MOD (MODY,maturity-onset diabetes oftheyoung), relacionada con la diabetes juvenil, en los hijos de padres diabéticos. Cinco de estos genes codifican para factores transcripcionales positivos del gen de insulina y otros genes específicos de la célula b. Mutaciones en alguno de los genes asociados a MODY podría contribuir o determinar la insuficiencia en la síntesis o secreción de insulina observadas frecuentemente en los individuos que desarrollan diabetes a una edad temprana. [2]

Desde el punto de vista genético, la Diabetes Tipo 2 es una entidad en el que se involucran diferentes niveles moleculares, en contraste con la diabetes tipo 1 que tiene una estrecha relación con los genes del sistema HLA, en la DT2 no ha sido posible establecer un gen único involucrado con la enfermedad, pues se ha demostrado la participación de diversos alelos en las regiones cromosómicas 1q25.3, 2q37.3, 3p24.1, 3q28, 10q26.13, 12q24.31, y 18p11.22 con una asociación significativa y se han descrito más de 250 genes relacionados con la DT2. Entre éstos destacan los genes que codifican para las proteínas involucradas en la señalización de la insulina, en el transporte de la glucosa, en la síntesis del glucógeno, en la síntesis y absorción de los ácidos grasos y en la diferenciación de los adipocitos. Entre los genes más importantes identificados a la fecha están el gen de la calpaina-10, el gen TCFL2, CDKAL1, IGF2BP2, CDNKN2A/B, y el gen del transportador de zinc SLC30A8.

[Tabla.1.][1] Genes candidatos asociados a DT2

Referencias Bibliográficas:

[1] María Teresa Tusié Luna, EL COMPONENTE GENÉTICO DE LA DIABETES TIPO 2; Instituto de Investigaciones Biomédicas, UNAM e Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán, México, D.F.  (2008) [acceso 07 de mayo de 2016]. Extraído de: http://bq.unam.mx/wikidep/uploads/MensajeBioquimico/Mensaje_Bioq08v32p59_66_Tusie.pdf

[2] Miguel Cruz, Jaime García Mena, Eduardo López Orduña, Adán Valladares, Reyna

DIABETES TIPO 2; Revista de Educación Bioquímica (2005), septiembre-diciembre, año/vol. 24, número 3-4. Universidad Nacional Autónoma de México  Distrito Federal, México pp. 81-86. Extraído de: https://www.researchgate.net/publication/255626628_Genes_candidatos_como_posibles_marcadores_de_susceptibilidad_a_Diabetes_tipo_2

Sánchez / Niels Wacher Rodarte / Rocío Aguilar Gaytán / Jesús Kumate