Tecnología de micromatriz de ADN

Los científicos saben que una mutación - o alteración - en el ADN de un gen específico puede contribuir a una enfermedad específica. No obstante, puede ser muy difícil crear una prueba para detectar estas mutaciones, porque la mayoría de los genes grandes tienen muchas regiones donde pueden ocurrir mutaciones. Por ejemplo, los investigadores creen que las mutaciones en los genes BRCA1 y BRCA2 causan un porcentaje tan grande como el 60 por ciento de todos los casos hereditarios de cáncer de mama y cáncer ovárico. Sin embargo, no hay una sola mutación específica responsable de todos estos casos. Los investigadores ya han descubierto más de 800 mutaciones distintas en tan sólo el gen BRCA1.

La micromatriz de ADN es una herramienta utilizada para determinar si el ADN de un individuo en particular contiene una mutación en genes como el BRCA1 y el BRCA2. El chip consiste en una pequeña placa de vidrio cubierta en plástico. Algunas empresas fabrican micromatrices utilizando métodos similares a los que se usan para hacer los microchips de computadoras. En la superficie, cada chip contiene miles de secuencias cortas de ADN sintético de una sola hebra, que en conjunto forman el gen normal en cuestión, y las variantes (mutaciones) de ese gen que han sido encontradas en la población humana.

Al principio, las micromatrices de ADN se usaban solamente como una herramienta de investigación. Hoy en día los científicos continúan realizando estudios poblacionales a gran escala, por ejemplo, para determinar la frecuencia con la que individuos con una mutación específica, de hecho, contraen cáncer de mama, o para identificar los cambios en las secuencias génicas que están asociadas más a menudo con enfermedades específicas. Esto ha llegado a ser posible porque, así como en el caso de los chips para computadoras, en los chips de micromatrices pueden incluirse números muy grandes de 'características', representando un porcentaje muy grande del genoma humano.

Las micromatrices también pueden usarse para estudiar la medida en que ciertos genes son activados o desactivados en células y tejidos. En este caso, en lugar de aislar el ADN de las muestras, lo que se aísla y mide es el ARN (que es un transcrito del ADN).

Hoy en día, las micromatrices de ADN se usan en pruebas diagnósticas clínicas para algunas enfermedades. Algunas veces también se usan para determinar qué medicamentos pudieran ser los mejores para recetarse a personas específicas, porque los genes determinan cómo nuestro cuerpo maneja la química relacionada con esos medicamentos.

Con la llegada de las nuevas tecnologías de secuenciación de ADN, algunas de las pruebas para las que se usaban las micromatrices anteriormente, ahora usan la secuenciación de ADN. No obstante, las pruebas de micromatrices todavía tienden a ser menos caras que la secuenciación, por lo que pueden usarse para estudios muy grandes, así como para algunas pruebas clínicas.

A fin de determinar si un individuo posee una mutación para una enfermedad específica, lo primero que hace un científico es obtener una muestra de ADN de la sangre del paciente, así como una muestra de control, es decir, una que no contiene una mutación en el gen de interés.

Luego, el investigador desnaturaliza el ADN en las muestras, un proceso que separa las dos hebras complementarias del ADN en moléculas de una sola hebra. El siguiente paso es cortar las largas hebras del ADN en fragmentos más pequeños y más fáciles de manejar, y luego marcar cada fragmento con un tinte fluorescente (hay otras maneras de hacer esto, pero éste es un método común). El ADN del individuo se marca con un tinte verde y el ADN de control, o normal, se marca con un tinte rojo. Ambos conjuntos de ADN marcado se insertan entonces en el chip y se dejan hibridar, o unirse, al ADN sintético en el chip.

Si el individuo no tiene una mutación en el gen, tanto la muestra roja como la verde se unirán a las secuencias en el chip que representan la secuencia sin la mutación (es decir, la secuencia "normal").

Si el individuo, de hecho, posee una mutación, el ADN del individuo no se unirá correctamente a las secuencias del ADN en el chip que representan la secuencia "normal" sino que se unirá a la secuencia en el chip que represente el ADN mutado.