Otras aplicaciones

Arrays

La técnica CGH Microarray (Comparative Genomic Hybridization), abreviada como aCGH es una técnica por la cual podemos obtener gran información a lo largo de todo el ADN de una persona mediante miles de puntos de análisis.

Un microarray es un cristal (normalmente un portaobjetos similar a los que se usan para microscopios) sobre el cual se encuentran fijadas secuencias concretas del genoma en forma de puntos de análisis. En cada punto de análisis encontramos muchas copias de una misma secuencia, sobre la que la muestra de nuestro paciente hibridará (se pegará) para dar una señal fluorescente.

Desde Genycell Biotech trabajamos para que técnicas como CGH microarrays sean una realidad, no solo en centros de investigación, sino también a nivel clínico asistencial publico y privado. Nuestros esfuerzos van especialmente orientados a hacer posible que se pueda implementar esta técnica incluso en los lugares en los que no es posible la adquisición de un escáner, que es una inversión grande en aparataje. A través de modelos como cesión de equipos, alquiler de los mismos, acuerdos por volumen, etc… hacemos real la posibilidad de implementar la técnica aCGH con la mínima inversión posible en aparataje y que todo el dinero vaya destinado a análisis reales de pacientes.

Hay varias formas de clasificar los diferentes arrays CGH del mercado. Principalmente podemos diferenciarlos por tipo de fragmento fijado al cristal o por aplicación que deseamos:

    • aCGH de BACs: Un BAC (Bacterial Artificial Chromosome) es un fragmento de ADN (en nuestro caso humano) de unas 100 kilobases de longitud que ha crecido dentro de una bacteria para poder tener una cantidad importante de dicho fragmento.
    • aCGH de oligos: Un oligo es un fragmento de ADN (en nuestro caso humano) de unos 60 nucleótidos.
    • Oligos + SNPs: Los arrays oligos + SNPs combinan una cantidad concreta de oligos para el análisis de ganancias y pérdidas en el genoma y una cantidad concreta de secuencias con SNPs (Single Nucleotide Polimorfism), para el análisis de heterozigosidad de los pacientes.
    • aCGH prenatal: Son generalmente arrays de genoma completo (analizan todos los cromosomas), con un diseño especial para que las sondas (BACs, oligos u oligos/SNPs) estén especialmente concentradas en regiones interesantes a nivel clínico para estudio prenatal. En estos arrays normalmente no se analiza información sobre enfermedades de apariencia tardía como el cáncer o enfermedades de origen poco estudiado o desconocido
    • aCGH postnatal: Son arrays de genoma completo con diseño especialmente orientado a la detección de enfermedades congénitas relacionadas con malformaciones, síndromes de retraso mental, desordenes del espectro autista, anomalías cardiacas congénitas, etc…
    • aCGH oncohematología: Son arrays de genoma completo con diseño especialmente orientado a la detección de oncogenes y genes supresores de tumores. Cuanto mejor caracterizamos un cáncer o una leucemia, más probabilidades hay de elegir un tratamiento adecuado a
      cada paciente.
    • aCGH preimplantacional (PGS): Son arrays de genoma completo capaces de evaluar aneuploidías (numero de cromosomas anormal) a lo largo de los 24 cromosomas humanos. Se puede trabajar a partir de una sola célula embrionaria y somos capaces de amplificar su ADN y evaluar si un embrión es viable para un embarazo normal o no. Esto mejora enormemente los ratios de implantación de embriones en ciclos de fecundación in vitro.

Citogenética

La citogenética es la parte de la genética que estudia la carga cromosómica de las células de un paciente.

Mediante cultivo celular estimulamos a las células para que se dividan y por tanto puedan entrar en prometafase o metafase, donde la cromatina nuclear se condensa, dando lugar a los cromosomas.

Cada célula de un ser humano está compuesta de 46 cromosomas, organizados en 23 pares. El único tipo celular que no cumple esta regla son las líneas germinales (espermatozoides y óvulos) que unicamente contienen la mitad de la carga genómica, para poder combinarse ambos y generar una célula completa.
Cuando una célula tiene 2 copias de cada cromosoma hasta completar los 46 mencionados, se dice que es una célula diploide.
En el caso de que surgiera un problema durante la replicación y una célula tuviera un cromosoma de mas, esta anomalía se llama trisomía. En el caso similar en el que por un problema en la replicación se perdiera un cromosoma, estaríamos ante una monosomía. Cuando una célula tiene 3 copias de cada cromosoma, hablaríamos de triploidía.

Mediante el conteo y estudio de bandas de los cromosomas podemos averiguar no solo si hay cromosomas de mas o de menos en una muestra celular, sino también podemos encontrar anomalías mas pequeñas, como deleciones/duplicaciones intersticiales, traslocaciones balanceadas o no balanceadas, etc…

Para poder detectar si falta o sobra alguna sección pequeña de un cromosoma, nos servimos de la técnica de bandeo (bandeo G es el mas extendido en España) donde, mediante una digestión enzimática y un colorante, podemos teñir de diferentes grados de tonalidad las regiones mas o menos accesibles de cada cromosoma.

Evaluando el patrón de tonalidades de cada cromosoma con cromosomas modelo (ideograma) podemos saber si sobra o falta material. El objeto principal de la citogenética es el cariotipo. Un cariotipo es el resumen de todos los cromosomas de una célula, clasificados por tamaño y en el que podemos evaluar las bandas cromosómicas.

FISH

La técnica FISH (Fluorescent In Situ Hybridization) es una técnica semimolecular por la cual somos capaces de iluminar secciones de ADN dentro de una célula.

El cariotipo da valiosa información sobre anomalías estructurales o ganancias y pérdidas grandes en cuanto a citogenética, pero existen numerosas enfermedades que se deben a anomalías genéticas mas pequeñas, imposibles de ver con un cariotipo convencional. Ante este reto de detectar enfermedades centradas en un gen o varios genes contiguos y por debajo de la resolución de un cariotipo, surge la técnica FISH, que consiste en la desnaturalización del ADN de la célula y su posterior hibridación con un fragmento de ADN complementario a la sección que queremos evaluar y que está marcado en alguno o en todos sus nucleótidos de manera fluorescente.

Le técnica FISH se puede llevar a cabo tanto con células en metafase (visibles los cromosomas) como con células en interfase (cromatina no condensada).

El hecho de poder evaluar también los resultados en células en interfase aporta una gran ventaja en células difíciles de cultivar, ya que no necesitamos dicho cultivo y nos sirven muestras primarias directamente.
Existen muchos tipos de sondas FISH, según su utilidad, el tipo de detección que hagan o el área clínica sobre la que se apliquen:

    • FISH subteloméricas
    • FISH centroméricas o satélite
    • FISH painting o de pintado cromosómico
    • FISH de microdeleciones
    • FISH de hematología
    • FISH de tumores sólidos
    • FISH de deleción/duplicación: Cuando queremos saber si un gen/locus está presente.
    • FISH de breakapart o de rotura: Cuando queremos evaluar rotura de algún gen
    • FISH dual fusion o de fusión doble: Cuando queremos evaluar traslocación específica entre 2 genes concretos
    • FISH de pintado cromosómico: Cuando queremos evaluar la secuencia de un cromosoma concreto, esté traslocado o no.

Biología celular

Según la Wikipedia la biología celular (anteriormente citología, del griego κύτος, que significa ‘célula’) es una disciplina académica que se encarga del estudio de las células en lo que respecta a las propiedades, estructura, funciones, orgánulos que contienen, su interacción con el ambiente y su ciclo vital. Con la invención del microscopio óptico fue posible observar estructuras nunca antes vistas por el hombre, las células. Esas estructuras se estudiaron más detalladamente con el empleo de técnicas de tinción y de citoquímica y con la ayuda fundamental del microscopio electrónico. La biología celular se centra en la comprensión del funcionamiento de los sistemas celulares, de cómo estas células se regulan y la comprensión del funcionamiento de sus estructuras. Una disciplina afín es la biología molecular.

Una vez hemos entendido el concepto en sí, tenemos que saber qué técnicas son necesarias para poder llevar a cabo estos estudios estructurales y funcionales de las células. Las células, como cualquier ser vivo, necesitan unas condiciones óptimas para poder sobrevivir; si no les proporcionamos este medio vital, la célula morirá y no podremos realizar ningún estudio a largo plazo. Para poder reproducir en el laboratorio (es decir, in vitro) las condiciones necesarias para alargar la vida de una célula una vez ha sido extraída de su medio natural tenemos que recurrir a las técnicas de cultivo celular.
El cultivo celular es el proceso mediante el cual las células pueden cultivarse el condiciones controladas. Las técnicas de cultivo celular han avanzado significativamente desde los años 40 y 50 y en la actualidad se realizan de forma rutinaria en laboratorios de todo el mundo. Para mantener una célula viva fuera de su hábitat natural son necesarios varios factores: temperatura, gases y sustento. Es común que las condiciones de temperatura y gases sean 37°C, 5% CO2 y 95% CO2, pero en lo que al sustento se refiere hay muchísima variedad de medios de cultivo en función del tipo celular y del estudio que estemos llevando a cabo. Las recetas para los medios de cultivo pueden variar en pH, concentración de glucosa, factores de crecimiento y la presencia de otros nutrientes como el FBS (suero fetal bovino).

En Genycell contamos con un amplio catálogo de medios de cultivo básicos y suplementados, de sueros y de otros componentes elementales necesarios para la puesta en marcha de cualquier cultivo celular. Consúltanos y te asesoraremos en qué medios son los más adecuados para tu estudio o tu aplicación, ya sea para investigación básica como para diagnóstico mediante citogenética, FISH…

Por otra parte, si tu intención es ir más allá del propio cultivo y llevar a cabo estudios más profundos sobre la naturaleza celular y su diferenciación tanto en 2D como en 3D, Genycell lleva 20 años trabajando con los medios de cultivo de la compañía suiza CELLnTEC. CELLnTEC ha desarrollado una serie de medios de cultivo específicos según la especie celular y el tejido del que provenga. Así, en su catálogo podemos encontrar medios de cultivo para células humanas, de ratón, de perro… Para células de piel, del tracto respiratorio, de córnea, de mama, de vejiga, orales… Su medio basal permite el aislamiento de las células progenitoras de cada tejido y su medio de diferenciación es la llave para obtener cultivos in vitro que son copias lo más realistas posible de lo que le sucede a la célula en su medio natural. Incluso para algunos de los tejidos se puede llevar a cabo diferenciación en 3D y los resultados son dignos de la ciencia-ficción.

QF-PCR

La técnica QF-PCR (Quantitative Fluorescent PCR) es una técnica molecular basada en la utilización de microsatélites para el diagnóstico de aneuploidías.

Una aneuploidía es la situación en la que una célula o un individuo contiene un numero diferente de cromosomas a los esperados (23 pares de cromosomas, que es una célula diploide). Cuando una célula es aneuploide puede que tenga cromosomas de menos (monosomía) o cromosomas de mas (trisomía) y esto produce graves alteraciones, malformaciones, enfermedades o resulta en aborto, según sea el cromosoma afectado y el numero de copias que tenga.

En general todas las monosomías cromosómicas completas son mortales, por lo que no es frecuente encontrar embarazos muy avanzados con este tipo de anomalías.

Los 5 cromosomas en los que observamos nacidos vivos con mayor frecuencia de alteraciones son los cromosomas 13, 18, 21, X e Y. El hecho de tener aneuploidía en alguno de estos cromosomas está directamente relacionado con una clínica concreta y debe evaluarse prenatalmente.

Mediante la técnica QF-PCR, utilizamos diferentes marcadores microsatélites a lo largo de cada uno de estos 5 cromosomas comentados para evaluar el numero de copias de cada cromosoma tiene el embrión/feto. Un microsatélite es una secuencia repetitiva de pocas bases (normalmente tres o cuatro son las que se utilizan). Estos microsatélites normalmente no forman parte de región codificante en los genes y no generan proteínas.

Estas secuencias repetitivas son incomodas de copiar en la célula durante la replicación del ADN y por tanto se vuelven muy variables y polimórficas. Esta característica polimórfica nos permite diferenciar cada una de las copias de cada locus que una célula tiene y poder contar si tiene dos, si tiene mas o si tiene menos.