Chips de ADN

En los últimos años, las promesas de la biotecnología -nuevo conocimiento de la salud y la enfermedad, mejores diagnósticos y tratamientos- se han acercado cada vez más a su realización gracias a un torrente sin precedentes de datos biológicos que fluyen de los laboratorios de investigación. Una de las tecnologías clave que generan esta nueva y crítica riqueza de información es un portaobjetos de vidrio o plástico del tamaño de un sello postal llamado microarray de ADN o, más coloquialmente, un chip de ADN.



Los chips de ADN causaron un gran revuelo en 1996 cuando Affymetrix, con sede en Santa Clara, California, presentó la primera versión comercial, que la empresa denominó GeneChip. Affymetrix utiliza reacciones químicas sensibles a la luz para desarrollar un patrón en forma de cuadrícula de hasta 400.000 hebras cortas de ADN, llamadas sondas, en una oblea de vidrio. Dado que cada sonda puede unirse a una secuencia de genes diferente en una muestra de ADN, los chips permiten a los investigadores realizar lo que alguna vez habrían sido miles de experimentos separados, todos al mismo tiempo. Los investigadores en biotecnología, productos farmacéuticos y el Proyecto Genoma Humano quedaron deslumbrados por las posibilidades: nueva comprensión del papel que juegan los genes en las enfermedades cardíacas o la resistencia a los antibióticos, herramientas para el diagnóstico prenatal o de infecciones que incorporan todos los genes de interés en un solo chip, masivo- escalar el cribado automatizado de fármacos potenciales.

Tecnologías emergentes que cambiarán el mundo

Esta historia fue parte de nuestra edición de enero de 2001.





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En la actualidad, decenas de empresas ofrecen productos y servicios de chips de ADN. Con el desarrollo de nuevas formas de fabricar chips, los investigadores ahora tienen la opción de comprar chips listos para usar o construir sus propios chips personalizados en el laboratorio. Y algunas de las primeras esperanzas sobre la tecnología, en particular que ayudaría a revelar los fundamentos genéticos del cáncer, ya muestran signos de realización. El año pasado, por ejemplo, investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford utilizaron chips de ADN para descubrir dos clases de enfermedades genéticamente distintas dentro de un tipo de linfoma previamente clasificado como un cáncer; Dado que la probabilidad de supervivencia de un paciente depende significativamente de cuál de los dos subtipos tiene, comprender las diferencias entre los dos podría conducir a tratamientos mejor adaptados.

Para mostrar cómo funcionan los chips de ADN, TR lo guía a través de un hipotético experimento de cáncer, paso a paso.

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1) Un papel importante de los chips de ADN radica en descubrir las diferencias genéticas entre cánceres similares, por ejemplo, dos tipos de leucemia. Para hacer eso, comenzaría con un grupo de pacientes, algunos de los cuales tienen un tipo de cáncer y otros tienen otro.



2) Para cada paciente, tome una muestra de células cancerosas y aísle todos los genes que están activos en esas células. Haga copias de esos genes, incorporando algunos nucleótidos especiales, o letras de ADN, que tengan un tinte fluorescente adherido a ellos.

3) Coloque las nuevas copias de genes en un microarray de ADN, un chip cubierto con una cuadrícula de varios miles de sondas: tramos cortos de ADN que se unen a una secuencia de genes única.

4) Cuando una sonda coincide con uno de los genes que están activos en las células cancerosas, se une a la copia de ese gen. Una vez que se produce la unión, elimine el ADN extra que flota libremente.

en plutón nuevo horizonte

5) Coloque el chip de ADN en el escáner de chips. Allí, un láser ilumina el chip y hace que el tinte fluorescente brille, creando un patrón de puntos claros donde las copias de genes marcadas se unen a las sondas y puntos oscuros donde hay sondas sueltas. El escáner detecta la fluorescencia y registra una imagen de la cuadrícula de luz y oscuridad.



6) Con una computadora que se ha alimentado con un mapa de dónde se encuentra cada sonda en el microarray, puede determinar qué genes están activos en cada muestra. Un análisis cuidadoso de estos resultados puede permitirle identificar pequeños conjuntos de genes que están activos en un cáncer pero no en el otro. En el futuro, estos genes podrían convertirse en objetivos de nuevos fármacos o podrían ser la base de nuevas pruebas de diagnóstico altamente específicas.

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