Resumen del contenido
¿Qué es un microarray?
Un microarray (o micromatriz) es un pequeño dispositivo sólido que consta de un soporte o matriz sobre el que se coloca un determinado material biológico: ADN, ARN, anticuerpos, proteínas, etc. Si la persona a la que estamos estudiando (diagnosticando) tiene un material complementario de ese material que está en la matriz, al poner una muestra de sangre, suero o plasma de ese individuo en esa matriz, el sistema de microarray detecta o reconoce que ese individuo tiene un determinado material biológico.
Como se ve en el dibujo, el soporte sólido contiene cientos o miles de pequeños depósitos cada uno de ellos con una muestra determinada y conocida de material biológico. Los cientos o miles de muestras biológicas están perfectamente ordenadas en filas y columnas. Hemos de tener en cuenta que para hacer esto se utilizan robots de precisión que utilizan unas agujas especiales para obtener las moléculas de sus recipientes y depositarlas en las coordenadas adecuadas de la matriz. Los cientos o miles de muestras pueden analizarse simultáneamente.
Usos de la técnica de microrrays
La técnica de microarrays permite el estudio de alteraciones de material biológico que a nivel molecular puede tener un determinado individuo. Básicamente, se utiliza para dos campos fundamentales de la medicina: el diagnóstico y el tratamiento de las enfermedades.
- En el campo del diagnóstico y el tratamiento, esta técnica permite conocer biomarcadores diagnósticos y pronósticos de las enfermedades, así como indicar tratamientos dirigidos a las alteraciones moleculares específicas que se detectan en un paciente concreto.
- En el campo de la investigación, la técnica de microarrays se utiliza para estudiar numerosas enfermedades, como es el caso de malformaciones congénitas, anomalías del neurodesarrollo, enfermedades cardíacas, infecciones (incluido el estudio del coronavirus SARS-CoV-2), seguridad en las transfusiones de sangre, enfermedades oculares, enfermedades autoinmunes, abortos espontáneos…
Empleo de la tecnología de microarrays en el conocimiento y el manejo de las enfermedades
La tecnología de los microarrays la utilizamos, a día de hoy, sobre todo en el diagnóstico de las alergias que puede tener una persona. En algunos casos también se usan para el estudio de las alteraciones genéticas que puede tener una persona con cáncer.
Uso en enfermedades alérgicas
En la matriz se colocan cientos de alérgenos naturales o recombinantes. Si el paciente a estudio tiene anticuerpos contra alguno de esos alergenos, la exposición del suero del paciente en la matriz hará que se combine el anticuerpo del paciente con el alergeno de la matriz y eso emite una determinada luz que podemos medir. Así, podremos conocer que el paciente tiene o no anticuerpos contra esos alérgenos que hemos colocado en la matriz.
Los microarrays en el diagnóstico de las enfermedades alérgicas
Para el diagnóstico de una posible alergia en una persona disponemos de diversas herramientas:
- Síntomas clínicos
- Pruebas cutáneas
- Técnicas serológicas (análisis de sangre)
- Diagnóstico molecular mediante microarrays
El microarray es un complemento a las otras pruebas diagnósticas cuando sospechamos una enfermedad alérgica, ya sea una alergia ambiental (polen, polvo, otros), una alergia a alimentos, una alergia al látex o una alergias a fármacos.
El microarray también puede sustituir a las pruebas cutáneas en aquellos pacientes en los que éstas no se pueden realizar.
El microarray evita errores diagnósticos, que pueden ocurrir en pacientes donde no se observa una clara correlación entre la positividad de las pruebas de alergia y los síntomas. También mejora el diagnóstico en los pacientes que están sensibilizados a muchos alergenos (polisensibilización) ya que podremos detectar todos ellos. Y, en tercer lugar, discrimina o esclarece la reactividad cruzada. La reactividad cruzada consiste en la presencia de alérgenos similares en diferentes productos (pólenes, frutas, vegetales, etc.), siendo una causa frecuente de polisensibilización para el paciente y de confusión para el alergólogo, quien se enfrenta a diferentes sensibilizaciones de productos aparentemente no relacionados (pólenes con frutas, ácaros con alimentos, etc.).
Además, hay que tener en cuenta que no todas las proteínas alergénicas son igual de alergénicas. Cuando un paciente está sensibilizado a un determinado alimento, incluso aunque las manifestaciones clínicas no hayan sido graves, conviene saber si está sensibilizado a proteínas que pudieran potencialmente producirle una futura anafilaxia o si por el contrario está sensibilizado a proteínas que no revisten gravedad. Por ejemplo, a una persona le pueden aparecer picores en la boca al comer una determinada fruta y las pruebas cutáneas pueden detectar que efectivamente tiene una alergia a esa fruta. El uso del microarray en este paciente nos permite saber si esa sensibilización es por profilinas o por proteínas LTP: en el primer caso las manifestaciones de la alergia serán esas molestias leves en la boca y en la faringe, pero en el segundo caso las manifestaciones de la alergia pueden llegar a ser muy graves (anafilaxia).
Claras ventajas del microarray respecto a las pruebas cutáneas son que permite analizar muchos compuestos con potencial alergénico en una sola prueba y de forma rápida y segura para el paciente.
Los microarrays en el tratamiento de las enfermedades alérgicas
Los datos obtenidos mediante la técnica de microarrays ayudan al médico a dar consejos más precisos acerca de los alérgenos que se deben excluir o determinar, con mayor precisión, cuál ha de ser la composición de la inmunoterapia (vacunas) que puede recibir el paciente.
Hasta ahora, para preparar las vacunas antisensibilizantes que debía recibir un paciente alérgico empleamos unos extractos de alergenos generales (que incluyen también compuestos no alergenos), poco específicos, difíciles de estandarizar y que, en ocasiones, no se ajustan bien al perfil de sensibilización específico del paciente. Es decir, que la vacuna final puede contener alérgenos a los que el paciente no es sensible, o bien contener dosis insuficientes de los alergenos relevantes para el paciente, o pueden faltarle los componentes a los que es más sensible. Con los microarrays podemos fabricar la vacuna específica para un determinado paciente.
Uso en el cáncer
En el caso del cáncer, en la matriz se coloca cientos de secuencias génicas. Una muestra del paciente a estudio, y que contiene ADN o ARN, se pone en contacto con la matriz. Si el paciente tiene bases genéticas (de ADN o de ARN) complementarias con las secuencias que hay en la matriz, se produce una cantidad de luz que se puede medir. Las áreas de la matriz que producen luz identifican los genes que se expresan en esa muestra. Así, podemos conocer qué alteraciones genéticas presenta el cáncer de una determinada persona.
Existen diferentes categorías de microarrays en función de sus aplicaciones en el campo del cáncer: marcadores para el diagnóstico del tipo de cáncer, marcadores que informen sobre la progresión del cáncer, marcadores que informes del pronóstico del cáncer y marcadores que dirijan el mejor tratamiento para ese cáncer.
La medicina de precisión para el cáncer se basa en detectar biomarcadores para seleccionar terapias específicas para el cáncer específico que tiene un individuo: dos personas a las que se le diagnostica un cáncer de colon, podemos decir que tienen dos tumores diferentes, aunque les pongamos el mismo nombre y tengan el mismo estadio oncológico. Si podemos obtener información del cáncer a partir del análisis con microarrays de miles de genes que expresa el cáncer de ese individuo, podremos identificar dianas moleculares y utilizar fármacos que ya tenemos y que van dirigidos contra esas dianas, o bien elaborar nuevos fármacos dirigidos contra esas dianas.
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Lo que debes saber…
- La técnica de microarrays permite el estudio de alteraciones de material biológico que a nivel molecular puede tener un determinado individuo. Básicamente, se utiliza para dos campos fundamentales de la medicina: el diagnóstico y el tratamiento de las enfermedades.
- La tecnología de los microarrays la utilizamos, a día de hoy, sobre todo en el diagnóstico de las alergias que puede tener una persona. En algunos casos también se usan para el estudio de las alteraciones genéticas que puede tener una persona con cáncer.
- En las alergias, los datos obtenidos mediante la técnica de microarrays ayudan al médico a dar consejos más precisos acerca de los alérgenos que se deben excluir o determinar, con mayor precisión, cuál ha de ser la composición de la inmunoterapia (vacunas) que puede recibir el paciente.
