Una saga citogenética: El descubrimiento de los métodos de bandeo cromosómico. Significado y proyección bio-médica (Dr. Máximo E. Drets)

Importancia biológica de las bandas cromosómicas
Las técnicas de bandeo han permitido obtener imágenes reproducibles de diversas bandas en los cromosomas tanto en humanos como vegetales y animales permitiendo observarse, además, ciertas alteraciones que producían síndromes congénitos. Las bandas cromosómicas han permitido formar mapas caracterizando especies demostrando que cambios en estos patrones se pueden expresar como una mutación la que puede producir la muerte, perdida de capacidad reproductiva o generar una enfermedad hereditaria.

La era pre bandeo y el problema de la clasificación de los cromosomas humanos
Tjio y Levan descubrieron el número correcto del cariotipo humano logrando acumulación del número de metafases, efectiva separación de cromosomas y su adhesión al portaobjeto en un mismo plano. Lejeune, usando una variación de esta técnica determino que el síndrome se Down se debía a una aberración o anomalía cromosómica asociándola a la clínica y semejanza fenotípica de algunos pacientes mediante el acceso a escasos recursos. Junto con Gauthier logran un crecimiento de fibroblastos aplicando colchicina, choque hipotónico, fijación con ácido acético y etanol y coloración con azul de Unna identificando cromosomas para formar un cariotipo teniendo, sin embargo, algunos problemas por el excesivo acortamiento de las bandas por el tratamiento con Colcemid. Tras la confirmación de la trisomía 21 comenzó un avance en los estudios bioclínicos y genéticos.

Bandas Q fluorescentes
Caspersson unió un agente alquilante (mostaza de quinacrina) con un fluorocromo que se intercalaba con guaninas del ADN cromosómico permitiendo determinar segmentos ricos en estas bases logrando la identificación de patrones de bandeo cromosómico, sin embargo, aunque su teoría era errónea ya que se observaban fragmentos AT y la técnica no era permanente.

Hibridación in vitro
A fines de 1969 Mary Loy Pardue presento un nuevo método en el que se desnaturalizaba el ADN nativo cromosómico exponiéndolo a moléculas radioactivas de ARN que hibridizan observando en autorradio grafías.

Bandas C
La doctora Arrighi confirmo la presencia de bandas centroméricas aplicando NaOH, incubación salina y tinción por Giemsa denominando estos segmentos heterecromáticos Bandas C.

Bandas G
En 1970 Se obtuvo mediante la detección del exceso del tratamiento colchicinico cambiando colcemid por colchicina cristalina logrando bandas de mayor calidad permitiendo esto observar un nuevo patrón de bandeo constante obtenido tiñendo los cromosomas con colorante Giemsa lo que le dio su nombre.

Bandas R
En 1971 Lejeune obtuvo bandas desnaturalizando cromosomas utilizando un buffer fosfato. También se determino mediante el uso de enzimas proteolíticas que las proteínas de los cromosomas influían en la producción de bandas y que la variación de la temperatura permitía obtener bandas G (60°C) para bases AT y bandas R (86°C) para bases GC.

Bandas T
Dutrillaux tiñe regiones distales de brazos cromosómicos de forma selectiva variando la técnica de bandeo R aumentando el tiempo de incubación.
El bandeo fluorescente multicolor y la técnica de la hibridación in situ fluorescente (FISH)
Mediante el avance en el uso de fluorocromos más eficientes, microscopia laser confocal y procesamiento digital de imágenes se ha logrado un notable evento en este tipo de técnicas permitiendo detectar aberraciones de forma mas especifica.

Nuevos métodos analíticos para la localización cuantitativa de las bandas cromosómicas
Con el confecciona miento de un equipo de microscopía para exploración densitométrica analógica de los cromosomas capaz de detectar las bandas C y G en sus posiciones relativas con respecto al centrómero se pudieron obtener resultados citogenéticamente confiables. Esto permitió diseñar un mapa de localización de bandas cuantitativo estándar, para lo cual, se utilizo el programa BANDSCAN el cual detectaba las diferentes bandas según su densidad.

La detección de los patrones de bandeo T subterminales y la existencia de intercambios subteloméricos mínimos de cromátidas hermanas
Los telómeros poseen secuencias repetidas de TTAGGG siendo esta región un complejo proteico y de ADN con proteínas que le otorgan una protección contra la digestión con exonucleasas y recombinación génica.
Ha sido razón de estudio por su relación con células neoplasicas y muerte celular. Se ha logrado confirmar la presencia de regiones subteloméricas con secuencias de ADN repetido característicos de esta zona pero en forma dispersa con patrones característicos de densidad de cromatina. Esto se logro utilizando cromosomas endorreduplicados y exploración microfotométrica computarizada.

La región subtelomérica y los síndromes de retardo mental y malformaciones congénitas
Este segmento cromosómico presenta un número considerable de pequeñas aberraciones cromosómicas llamadas “crípticas”, las cuales se relacionan con producción de retado mental y malformaciones congénitas aumentando la eficiencia de su detección mediante el uso de sondas fluorescentes.

Perspectivas Citologicas
La estructura del cromosoma eucariótico se puede determinar mediante técnicas de bandeo permitiendo su organización estructural y, además, una descripción y localización de alteraciones. Estas técnicas se pueden clasificar en (a) bandeo morfológico, donde se ubican las bandas según su distribución y (b) bandeo dinámico, donde se incorpora una base (BrdU análogo de Timina) al ADN durante la síntesis obteniéndose bandas de replicación. Los resultados de la aplicación de las diversas técnicas permitieron concluir que la cromatina es heterogénea y depende tanto de las proteínas, composición de bases del ADN e interacción entre ambos y, además, que la estructura y funcionalidad es distinta para cada segmento.

Proyecto genoma humano
A partir del descubrimiento de Watson y Crick de la estructura del ADN se proporcionaron las bases teóricas para el estudio de la estructura génica, llegando con el tiempo a proponerse el ambicioso programa para descifrar el genoma humano. Su aporte a la medicina se relaciona con adelantos genéticos en síndromes hereditarios que repercuten en el diagnostico, tratamiento y prevención de enfermedades permitiendo analizar y modificar genes.

El gran experimento final: la síntesis artificial de células vivas
Newport la creación in vitro de una célula viva eucariótica capaz de dividirse y mantenerse en el tiempo mezclando ADN de un organismo no eucariótico sin proteínas con un homogeneizado de citoplasma de óvulos sin núcleo ocurriendo síntesis de núcleos por reacciones bioquímicas.

Bibliografía
DRETS M. Una saga citogenética: El descubrimiento de los métodos de bandeo cromosómico. Significado y proyección bio-médica. Rev Med Uruguay 2002; 18: 107-121. Disponible en: http://www.scielo.edu.uy/pdf/rmu/v18n2/art3.pdf