Trabajo I Epidemiology Genétic PhD versión XIII

IDENTIFICACIÓN DE ESTUDIANTE ID:

16695HPU24412
LUIS ENRIQUE MEDINA MEDINA

TITLE: EPIDEMIOLOGY GENETIC

Program Degree: PhD in Public Health, whit Major:
Epidemiology

School of Social and Human Studies

Murcia, Spain October, 2011

ATLANTIC INTERNATIONAL UNIVERSITY HONOLULU, HAWAII 2011

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INDICE GENERAL

Contenido Pág.

I. Introducción………………………………………………………………………………....7

II. Objetivos…………………………………………………………………………………….9

III.- Descripción del Contenido……………………………………………………………...10

3.1.-Introducción a la Epidemiologia de la Genética Humana………………………….10

3.2.- La expansión de la Epidemiología Genética………………………………………..11

3.2.1.-La enfermedad coronaria…………………………………………………………14
3.2.2.-El cáncer de pulmón………………………………………………………………14
3.2.3.-La enfermedad de Alzheimer……………………………………………………..15
3.2.4.-Otros genes………………………………………………………………………..15
3.2.5.-Cáncer de Colon…………………………………………………………………..15

3.3.-Prueba………………………………………………………………………………….16
3.4.-Tratamiento…………………………………………………………………………….16
3.5.-Programa de Detección………………………………………………………………..16
3.6.-La Genética Huma y teoría Mendeliana……………………………………………...17
3.6.1.-El principio de la segregación ……………………………………………………20
3.7.- Base de Datos Bioinformáticos………………………………………………………20

3.7.1.- ¿Qué se busca con la utilización de la Bioinformática?......................................21
3.7.2.- Análisis potenciales en el campo de la biología molecular son diversos como la
vida misma………………………………………………………………………...21
3.7.3.-Software para análisis de genotipos y haplotipos…………………………………23
3.7.4.- Variación Genética y su Detección: Exposición de técnicas…………………….23
3.7.5.- Análisis Filogenético……………………………………………………………...25

3.8.- Genoma Funcional…....................................................................................................25

3.8.1.-Visualización y predicción de estructuras Proteicas………………………………26
3.8.2.-Modelamiento Homólogo…………………………………………………………..27
3.8.3.-El ensamblaje de secuencias……………………………………………………….28
3.8.4.-Métodos para detectar la variación genética………………………………………29
A. - RFLP (Restriction Fragment Site Polymorphism)……………………………...29
B. - AFLP (Amplified Fragment Lenght Polymorphism)……………………………30
C.- Polimorfismos Microsatélites y Minisatélites de ADN…………………………...30
D. - RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA…………………………………..30

3.9. - Polimorfismos de proteínas…………………………………………………………….30
3.10.-Mutaciones Puntuales………………………………………………………………….31
3.11.- La Epidemiología Genética: Disciplina Científica en Expansión……………………31

3.11.1.- Los métodos de la epidemiología genética………………………………………...31

MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD

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3.11.2.- Epidemiología. Factores de riesgo y factores genéticos…………………………..31
3.11.3.-Método………………………………………………………………………………33
3.11.4.- Factores de riesgo del trastorno respiratorio del sueño………………………......33

3.12.- Estudios de recurrencia familiar…………………………………………………….35

3.12.1.- Estudios en gemelos………………………………………………………………37

3.13.- Estudios sobre la interacción entre el gen y el medio ambiente…………………….39

3.13.1.- Análisis complejo de segregación………………………………………………...40
3.13.2.- Estudios de asociaciones alélicas………………………………………………...42

3.14.- Análisis de alelos compartidos………………………………………………………..44
3.15.- Genética y epidemiología: posibilidad de un programa común desde la perspectiva de
la historia de la biología………………………………………………………………………45
3.16.-Lo hereditario como «contagio seminal»………………………………………………47
3.17.-El determinismo implícito en el concepto de «carácter unidad»……………………...49
3.18.-La norma de reacción y la confluencia de genética y epidemiología…………………51
3.19.-Epidemiología, genética y mecanismos patogénicos de la Diabetes Mellitus………..53

3.19.1.-Epidemiología de la Diabetes Mellitus…………………………………………….55
3.19.2.-Prevalencia………………………………………………………………………….55
3.19.3.-Prevalencia en España……………………………………………………..............57
3.19.4.-Incidencia…………………………………………………………………………...57
3.19.5.-Epidemiología de las complicaciones crónicas de la diabetes…………………….58
3.19.6.-Factores de riesgo modificables en la Diabetes Mellitus tipo 2…………………...59

A.-Obesidad………………………………………………………………………….59
B.-Ejercicio Físico…………………………………………………………………..60
C.-Factores Dietéticos……………………………………………………………….60
D.-Inflamación………………………………………………………………………60
E.-Tabaco……………………………………………………………………………61

3.19.7.- Mecanismos Patogénicos de la Diabetes…………………………………………61

A.- Bases Genéticas…………………………………………………………………61
B.-Marcadores Inmunológicos…………………………………………………….62

3.19.8.- Fenómenos metabólicos en la diabetes Diabetes Mellitus tipo 1………………..63

3.20.- Diabetes Mellitus Tipo 2……………………………………………………………...63

3.20.1.- Metabolismo de los Hidratos de Carbono………………………………………..63
3.20.2.-Disfunción de la célula beta pancreática…………………………………………64

3.21.- Perfil genético y Bases Moleculares de la Carcinogénesis Pancreática……………65
3.21.1.- Ideas sobre carcinogénesis………………………………………………………..66
3.21.2.-Lesiones precancerosas del Adenocarcinoma Ductal…………………………….67


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3.21.3.-Señas genéticas de identidad del Adenocarcinoma ductal………………………..67
3.21.4.-Correlación Histogenética de la carcinogénesis pancreática…………………….70

3.22.- Riesgo Cardiovascular………………………………………………………………..72

3.22.1.-Aportaciones de la Genética en la Identificación y el Manejo de los pacientes
con alto riesgo cardiovascular………………………………………………….73
3.22.2.-Cuantificación del Componente Genético de la Cardiopatía isquémica……..74
3.22.3.-Estudios de ligamiento…………………………………………………………75
3.22.4.-Información genética y prevención de la cardiopatía isquémica…………….75
3.22.5.-Retos para el futuro……………………………………………………..76
3.22.6.-Papel de la Genética Molecular en el cáncer infantil………………….79

3.23.- Pruebas de Diagnóstico Molecular en Oncología Pediátrica…………………….80

A.- Southern Blot (SB)……………………………………………………………..80
B.- FISH (hibridación in situ con fluorescencia………………………………….80
C.- RT-PCR (transcripción inversa acoplada a la reacción en cadena de la
polimerasa)………………………………………………………………………80
D.- Multiplex RT-PCR……………………………………………………………...80
E.- Técnicas moleculares…………………………………………………………...80

3.23.1.-Neoplasias hematológicas…………………………………………………….81
3.23.2.-Leucemia Linfoblástica Aguda……………………………………………….81
3.23.3.-Leucemia Mieloblástica aguda……………………………………………….83
3.23.4.-Linfomas………………………………………………………………………84
3.23.5.-tumores sólidos………………………………………………………………..84

3.24.-Tumores del Sistema Nervioso Central…………………………………………….88

3.24.1.-Neuroblastoma…………………………………………………………………..89
3.24.2.-Tumor de Wilms………………………………………………………………...90
3.24.3.-Hepatoblastoma………………………………………………………………….92
3.24.4.-Sarcomas de Partes Blandas…………………………………………………….93
3.24.5.-Sarcoma de Ewing/tumor Neuroectodérmico Primitivo………………………..94
3.24.6.-Retinoblastoma…………………………………………………………………..95

3.25.-Predisposición Genética en el Melanoma Cutáneo………………………………...96

3.25.1.-Genes de Predisposición al Melanoma…………………………………………98
3.25.2.-Genes de Baja Penetrancia……………………………………………………..98

3.26.-Revisión ética de estudios epidemiológicos: una necesidad y una propuesta……..101

3.26.1.-Práctica e Investigaciónes Médicas……………………………………………..102
3.26.2.-Objetivos de los Comités en la Revisión de Investigaciones Médicas………….103

3.27.- Enfermedades Neurodegenerativas………………………………………………..103
3.27.1.- Genética y la enfermedad de Parkinson: Revisión de actualidades………….104


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3.27.2.- Introducción a la Enfermedad de Parkinson………………………………….104
3.27.3.-Formas Monogénicas de la Enfermedad de Parkinson……………………….107
3.27.4.-Otros genes y loci asociados con la Enfermedad de Parkinson……………….110

3.28.- Tipos de Estudios Epidemiológicos y su Revisión por un Comité: Una necesidad y
una propuesta…………………………………………………………………111

3.28.1.-Reclutamiento de Voluntarios…………………………………………………..115
3.28.2.-Composición de un Comité……………………………………………………...116
3.28.3.-Estudios Multicéntricos…………………………………………………………116
3.28.4.-Los comités en España y los estudios epidemiológicos………………………...118

IV.- Análisis General……………………………………………………………………….120

V.-Actualización…………………………………………………………………………….122

5.1.-La Epidemiología Genética en el Mundo Actual…………………………………..122
5.2.-Perspectivas Futuras de la Genética Molecular en el Cáncer infantil……………122

VI.-Conclusiones…………………………………………………………………………...123

VII.-Bibliografía……………………………………………………………………………125


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I.-INTRODUCCION

La epidemiología genética es una disciplina relativamente muy reciente
que se encarga de estudiar la interacción entre factores genéticos y
ambientales que dan origen a las enfermedades en el ser humano.
Sustentándose en marcadores genéticos desarrollados a través de la biología
molecular, de complejos algoritmos almacenados en computadoras y de
amplias bases de datos, la epidemiología genética se desarrolla notablemente
durante los últimos 15 años. El presente trabajo describe los objetivos de la
epidemiología genética y la metodología, usando ejemplos concretos tomados
de la literatura científica reciente.

El paradigma de los “factores ambientales que interactúan con el genoma
en el origen de las enfermedades” surge a mediados del siglo XIX, cuando se
observó que algunos individuos eran más resistentes que otros a las
enfermedades infecciosas. Entonces, pasaron casi 100 años antes de que los
epidemiólogos interesados en la genética y los genetistas interesados en la
epidemiología pudieran desarrollar los primeros métodos analíticos para
identificar los factores ambientales y genéticos involucrados en los procesos
patológicos de muchas enfermedades (Khoury MJ., et. al 1993)46.

Si bien ya se habían acuñado con anterioridad expresiones tales como
“genética epidemiológica” según Vogel F, et. al 1986)48 y “genética poblacional
clínica” según Morton NE, et al 1978) 49, tal como señalan Morton y Chung2
quienes fueron los primeros también en llamar epidemiología genética a la
disciplina que se ocupa de controlar y prevenir las enfermedades. Su medio
es la identificación de la función que cumplen los factores genéticos, en
interacción con factores ambientales, en el origen de las enfermedades en los
seres humanos (Cohen BH, et al 1980) 50.

La prevención puede llevarse a cabo en los niveles primario, secundario y
terciario. La prevención primaria se refiere a la prevención de la incidencia de
la enfermedad en la población (Gordis L., et al 1996) 51.

El ejemplo más conocido de prevención primaria es la inmunización
(vacunación) destinada a evitar ciertas enfermedades infecciosas. En el
ámbito de la epidemiología genética, evitar el factor de riesgo ambiental
(ejemplo, el tabaquismo por parte de la madre la que va interactuar con la
susceptibilidad genética a nivel del genotipo A2 del marcador TGF_ TaqI en el
feto conducente a determinado proceso patológico (paladar fisurado) la cual
constituye un ejemplo de prevención primaria (Hwang SJ., et al 1995) 52.

La prevención secundaria se refiere a la prevención de las manifestaciones
clínicas de una enfermedad mediante la detección temprana de la misma y de


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una intervención eficaz en la etapa preclínica, Gordis L., et al 1996 51.
Ponemos ejemplos clásicos de prevención secundaria como la detección e
intervención tempranas en los casos de hipotiroidismo congénito y
fenilcetonuria.

La prevención terciaria consiste en reducir a un mínimo los efectos de una
enfermedad al evitar sus complicaciones y el deterioro que causa. Un ejemplo
de la prevención terciaria de una enfermedad genética constituye la aplicación
de profilaxis con antibióticos e inmunización en individuos con anemia
falciforme.

La actual convergencia de genética y epidemiología en el estudio de las
enfermedades crónicas han señalado que ciertas analogías que se comparan
en sus respectivos papeles con los que a finales del siglo XIX ejercieron la
bacteriología y las teorías miasmáticas de las enfermedades infecciosas.

En algunos casos, la analogía se ha extendido incluso al rol causal del
germen y la mutación en las enfermedades infecciosas y crónicas
respectivamente.

Un análisis crítico y autocrítico e histórico de la construcción de la teoría del
gen en las primeras décadas del presente siglo, revela que esta situación de
lo hereditario fue una de las dificultades mas difíciles que hubo de superar la
genética en sus inicios para trabajar la actual teoría de la herencia que
parece, por lo tanto, incompatible con esos conceptos.

Se señalan también algunos conceptos históricos que, aunque obsoletos,
todavía se reflejan con una visión determinista del gen.

Las mutaciones genéticas son la base de la variación poblacional
(Strachan T., et al 1996) 53. Las enfermedades, así como otros rasgos
expresados o manifiestos clínicamente (fenotipos), se relacionan con los
factores genéticos de tres maneras, que no siempre se excluyen mutuamente:

La nueva mutación puede ser directamente perjudicial para el individuo.

 Esta categoría incluye a los numerosos trastornos transmitidos de
manera autonómica dominante a través de un gen como la
acondroplasia y el síndrome de Marfán.

 La nueva mutación puede ser perjudicial, pero permanece silenciosa a
través de las generaciones. Por ejemplo, ciertos errores metabólicos
del recién nacido, como la fibrosis quística, solo se hacen evidentes

 cuando el individuo hereda dos copias (alelos) del gen mutado, es
decir, una de cada progenitor.


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 La mutación puede ser perjudicial solo cuando interactúa con otros
factores genéticos o ambientales (1).

Por ejemplo, los individuos que poseen ambos alelos mutados para la
fenilcetonuria o el hipotiroidismo congénito solo padecen dichas
enfermedades cuando se exponen a las altas concentraciones de fenalanina
o a concentraciones reducidas de la hormona tiroidea, respectivamente es
posible contrastar los objetivos de la epidemiología genética con los de la
epidemiología “tradicional” y de la genética poblacional.

Éste consiste en que la epidemiología “tradicional” estudia la relación entre
el ambiente y la incidencia de determinada enfermedad, aun reconociendo la
importancia del huésped y su constitución genética. En cambio la genética
poblacional, se ocupa de predecir las consecuencias que entrañan la
estructura de la población y los fenómenos de selección y mutación para los
fenotipos constitucionales y las enfermedades. Finalmente, la epidemiología
genética estudia la manera en que los factores de riesgo presentes en el
medio ambiente interactúan con la constitución genética de una
población determinada.

Es posible contrastar los objetivos de la epidemiología genética con los de
la epidemiología “tradicional” y de la genética poblacional.

II.-OBJETIVOS

 Presentar los conceptos Básicos de la Epidemiología Genética

 Conocer los métodos estadísticos desarrollados para analizar el tipo de
datos Que generan dichos estudios.


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 Ofrecer una visión amplia y actualizada de los principales métodos
aplicados en la epidemiología genética.

 Exponer la epidemiología de las patologías más importantes y su
relación con el genoma

 En consecuencia el objetivo final del presente curso es que los
participantes sean capaces de discernir los conceptos claves de la
investigación genética actual de la misma forma servir como punto de
encuentro entre el intercambio de investigadores de la Universidad de
Salamanca España y los profesionales de diversos ámbitos de la
materia entre ellos médicos, farmacéuticos, biólogos, fisiólogos, etc.

 Desarrollo de la introducción a la tecnología de la Bioinformática como
medio para el desarrollo de programas que permitan la visualización de
estructuras protéicas y también del ensamblajes de secuencia y la
recuperación se secuencias

III.- DESCRIPCIÓN DEL CONTENIDO

3.1.-Introducción a la Epidemiologia de la Genética Humana

I. Introducción a la Genética: La Herencia, perspectiva histórica

Durante gran parte de la historia de la humanidad las personas
desconocían los detalles científicos de la concepción y de como trabajaba la
herencia. Por cierto los niños eran concebidos y que por cierto se veía que
existía una semejanza entre padres e hijos, pero los mecanismos no eran
conocidos. Los filósofos griegos tenían varias ideas: Teofrasto por ejemplo
(371-287 a.C.) comprendía la diferencia entre las flores masculinas y
femeninas, decía que "los machos debían ser llevados a las hembras" dado
que los machos "hacían madurar y persistir" a las flores hembras; Hipócrates
(460?- 377? a.C.) especuló, que las "semillas" se producían en diferentes
partes del cuerpo y se transmitían a los hijos al momento de la concepción, y
Aristóteles pensó que el semen masculino y el semen femenino (así se
llamaba al flujo menstrual) se mezclaban en la concepción, algunos pensaban
que ni siquiera este tipo de mezclas eran necesarias, las formas "simples"
(gusano, moscas...) nacían por generación espontánea.

Durante los 1700s, Anton van Leeuwenhoek (1632-1723, para los no
holandeses lii-uen-huuk seria una pronunciación bastante aceptable; sus
aportes y los de otros pioneros pueden leerse en una magnífica novelización)
descubre "animálculos" en el esperma humano y de otros animales. Algunos


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de los que miraban por los primeros microscopios soñaron ver un "pequeño
hombrecito" (homúnculo) dentro de cada espermatozoide. Sostuvieron que la
única contribución de la hembra para la próxima generación era proveer el
ambiente para su desarrollo. En oposición la escuela de los ovistas creía que
el futuro hombre estaba en el óvulo, y que el espermatozoide solo lo
estimulaba, creían también que había huevos para hembras y para machos.

La pangénesis sostenía la idea que machos y hembras forman "pangenes"
en cada órgano. Estos "pangenes" se movían a través de la sangre a los
genitales y luego a los recién nacidos. El concepto, originado en los griegos
influenció a la biología hasta hace solo unos 100 años. Los términos "sangre
azul", "consanguíneo", "hermano de sangre", "mezcla de sangre", "sangre
gitana" y otros similares surgen de estos conceptos. Francis Galton, un primo
de Charles Darwin, desechó experimentalmente la pangénesis.
Las teoría de la mezcla ("Blending theories") suplantó a la de los
espermistas y ovistas durante el siglo XIX. La mezcla de óvulos y
espermatozoides daban como resultado la progenie que era una "mezcla"
("blend") de las características de los padres. Las células sexuales se
conocían colectivamente como gametos. De acuerdo con la teoría de la
mezcla, cuando un animal de color negro se cruzaba con uno blanco la
progenie debía ser gris y, a menudo, éste no era el resultado. La teoría de la
mezcla obviaba, entre otras, explicar el salto de generación de algunas
características.
Charles Darwin en su teoría de la evolución, se vio forzado a reconocer que
la mezcla no era un factor (o al menos no el factor principal) y sugirió que la
ciencia, en la mitad de los 1800s, no tenía la respuesta correcta al problema.
La respuesta vino de un contemporáneo, Gregor Mendel, si bien Darwin
nunca conoció el trabajo de Mendel.
Resulta útil recordar algunos conceptos previos para comprender los
experimentos de Mendel, aunque este monje no haya tenido conocimiento de
los genes o los cromosomas.

3.2.-La expansión de la Epidemiología Genética

La epidemiología genética es un campo en rápida expansión, pero las
implicaciones de los resultados de dichos estudios para la salud individual o
de la población no están claras. El uso del diagnóstico genético molecular en
la actualidad tiene cierta legitimidad en ciertas condiciones monogénicas, pero
no el valor establecido con respecto a enfermedades complejas comunes.

Personalizada la atención médica basada en pruebas de genética
molecular es también aún sin desarrollar para las enfermedades comunes. La
epidemiología genética puede contribuir a establecer la naturaleza causal de


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los factores de riesgo modificables del medio ambiente, el pensamiento de la
aplicación de mendeliana métodos de asignación al azar y así contribuir a las
estrategias adecuadas de prevención. Tecnológicos y otros avances
permitirán el potencial de la epidemiología genética para ser revelada en los
próximos años, y el establecimiento de gran población basada en los recursos
para tales estudios (biobancos) deben contribuir a este esfuerzo

Los avances recientes cubiertos en esta serie han equipado epidemiólogos
genéticos a los métodos de gran alcance para el estudio de la arquitectura
genética de enfermedades complejas, pero aportes directos para la salud
pública se han limitado hasta el momento.

El enfoque actual es importante en los intentos de utilizar variantes
genéticas para identificar a las personas que están en alto riesgo de la
enfermedad, junto con una gestión adecuada de reducir su riesgo.1

El potencial de la farmacogenómica estudios para contribuir a la medicina
personalizada ha sido ampliamente heralded. Barkowska W. J., Beir V (1990).
11,13

Las principales contribuciones a cualquiera cuidado de la salud o la salud
pública apenas están comenzando a ser hechos. Más positiva, los resultados
de la asociación.

Los estudios de bien caracterizado variantes genéticas funcionales están
siendo utilizados por los epidemiólogos para fortalecer la causal
inferencias acerca de las exposiciones ambientales modificables-a
estrategia a veces se denomina mendeliana randomisation (Chakraborty, R,
14
et al 1996) que ofrecen un poderoso método para la epidemiología
observacional.

La continua integración de epidemiología genética en la corriente principal
ofrece enormes potencial de los dos campos, la adopción de bien planificado
y estadístico adecuado diseño de los estudios será esencial para el progreso
futuro. Si la epidemiología genética es hacer sólida contribuciones a la
comprensión de las causas, prevención, y el tratamiento de la enfermedad
dentro de las poblaciones, las nuevas formas de pensar y de estudios
adecuadamente diseñados son necesarios.

En este artículo se analizan los efectos actuales y potenciales de la
revolución genómica en la ciencia de la salud pública y epidemiología de la
corriente principal, especialmente en el contexto de la a gran escala los
recursos de la población (biobancos) que se que se establezca a nivel
internacional.

Perfil genómico en la prevención y tratamiento de enfermedades comunes


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Desde el lanzamiento del proyecto del genoma humano potencial de aumento
de los conocimientos genéticos para mejorar la salud humana ha sido
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ampliamente ganada En una imagen impactante de su conferencia
en 1999 Shattuck, Francis Collins, del Instituto Nacional de Investigación
de EE.UU. del Genoma Humano, que se describe una hipotética consulta en
2010 en la que un hombre de 23 años de edad, tiene una alta concentración
de colesterol determinados durante la investigación y se somete a amplio
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exámen genético. Excoffier L, 1995 En la tabla 1 muestra los genotipos que
se identifican y los riesgos relativos de diversas enfermedades con las que
pudieran estar asociados.

Estos números son muy preocupante: 2,5 y 6 veces el riesgo
de cardiopatía coronaria cáncer de pulmón y enfermedad, respectivamente
. Como era de esperar, en este futuro escenario, tres de las 11 variantes eran
ficticios nombres de variantes desconocidas de un tipo en la que Collins
ha previsto, se identificó en 2010. Pero lo de las ocho variantes que ya se
conocían en 1999. Con unas pocas excepciones, más tarde la evidencia
sugiere que estas variantes son relacionadas con mucho menor aumento de
los riesgos de la enfermedad, en su caso, y no sería de valor dentro de una
batería de rutina de las pruebas genéticas aplicadas durante las consultas
médicas.

No sólo tenemos que esperar un poco más para lograr que Collins con la
visión de "una base genética, preventivas individualizadas medicina”. Para el
perfil genómico de tener un papel en la salud pública, la tecnología debe ser
evaluada en los criterios establecidos para los programas de cribado general
y la mayoría de estos criterios de la propuesta de genética deben ser
evaluados.

En este artículo se analizan los efectos actuales y potenciales
de la revolución genómica en la ciencia de la salud pública y
epidemiología de la corriente principal, especialmente en el contexto de la
a gran escala los recursos de la población (biobancos) que se
que se establezca a nivel internacional.

El Perfil genómico en la prevención y tratamiento de enfermedades
comunes desde el lanzamiento del proyecto del genoma humano un potencial
de aumento de los conocimientos genéticos para mejorar la salud humana ha
sido ampliamente. Schaid DJ, Clark AG et al 1990, 2002 15-17 y en una
imagen impactante de su conferencia 1999 Shattuck, Francis Collins, de los
EE.UU. (Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano), que se
describe una hipotética consulta en 2010
que un hombre de 23 años de edad, tiene una alta concentración de
colesterol determinados durante la investigación y se somete a
20
amplia genética testing. Edwards, A. W. F. (1995).


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La tabla 1 muestra los genotipos que se identifican y los riesgos relativos
de diversas enfermedades con las que pudieran estar asociados
. Estos números son muy preocupante: 2,5 y 6 veces el riesgo
de cardiopatía coronaria cáncer de pulmón y enfermedad, respectivamente
. Como era de esperar, en este futuro escenario, tres de las 11 variantes eran
ficticios nombres de variantes desconocidas de un tipo que, Collins previsto,
se identificó en 2010. Pero lo de la ocho variantes que ya se conocían en
1999. Con unas pocas excepciones, más tarde la evidencia sugiere que estas
variantes son relacionadas con el mucho menor aumento de los riesgos de la
enfermedad, en su caso, y no sería de valor dentro de una batería de rutina
de las pruebas genéticas aplicadas durante las consultas médicas.

No sólo tenemos que esperar un poco más para lograr la visión de "una
base genética, medicina preventivas individualizadas según Collins'. Para el
perfil genómico de tener un papel en la salud pública, la tecnología debe ser
evaluada en los criterios establecidos para los programas de cribado general
(panel 2), y la mayoría de estos criterios de la propuesta de genética. En base
a la genética abordaremos ciertas patologías que resultan importantes al
momento de enfocar al aspecto de la etiopatogenia las enfermedades y los
genes que la producen.

3.2.1.-LA ENFERMEDAD CORONARIA

El paciente se decía que era un riesgo elevado de enfermedad coronaria
debido a las variantes en su proteína transportadora de ésteres de colesterol
(CETB) y la apolipoproteína B (apoB) genes. Variantes en el CETP y APOB
se dijo para identificar un riesgo relativo de enfermedad coronaria de 2.5,
basado en estudios pequeños hasta esa fecha. La variante CETP TaqIB
ha sido ampliamente investigado, y en un estudio caso-control de 8.145
participantes-mucho más grande que los anteriores estudios, el odds ratio
(OR) de las arterias coronarias enfermedad asociada con el genotipo B2/B2
39
fue de 0,94 (IC 95% 0.83 -1 · 06). Dempster AP, et al 1997 En el mismo
estudio, APOB Asn4311Ser y genotipos APOBThr71Ile también investigado
dando resultados igualmente impresionante, el OR para la Ser / Ser versus
Asn / Asn fue de 1.15 (0.91 -1 · 46) y de Ile / Ile contra Thr / Thr 0.95 (0.82 -1 ·
11).

3.2.2.-EL CÁNCER DE PULMÓN

Un gran riesgo relativo de seis figuraban en el cuadro Collins por el riesgo
de cáncer de pulmón en los fumadores de variantes en el gen NAT2, de
nuevo sobre la base de los estudios pequeños. Un estudio caso control de
más de 2000 participantes, la mayoría de los cuales eran o habían sido
fumadores, informó un OR de 0.96 (0.79 -1 · 16) comparando lenta frente a
20
acetylators. Es rápido bien sabido que los pequeños estudios de asociación


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genética puede mostrar efecto de gran tamaño que no se replican en las
41, 42
grandes estudios. Clayton D, Cordell HJ, et al 2002 Del mismo modo, la
asociación entre un polimorfismo genético y la enfermedad ha demostrado ser
más fuerte en el primer estudio que en los posteriores research. Lake SL,
43
2003

3.2.3.-LA ENFERMEDAD DE ALZHEIMER

Uno de los genes para los cuales el riesgo de enfermedades complejas
parece importante es la asociación del gen APOE con la enfermedad de
Alzheimer, aunque un reciente estudio de cohortes de
individuos descubrió que el APOE? 4 actos alelo como un factor de riesgo
para la enfermedad de Alzheimer, acelerando el inicio, pero tiene un efecto
44
más modesto en la vida susceptibility.

En otro estudio, el riesgo relativo de enfermedad de Alzheimer para las
personas que fueron heterocigotos para el 4 fue de 1.4 (1.0 -2 · 0), y para
aquellos que eran homocigotos se 3.1 (1.6 -5 ° 9) .25 Aunque el gen APOE es
uno de los pocos genes para los cuales el riesgo de que el riesgo de
enfermedades complejas parece estableció en 1995 el Colegio Americano de
Genética Médica y la Sociedad Americana de Genética Humana no
recomendó que el gen se utiliza para el diagnóstico de rutina o pruebas de
predicción para el Alzheimer la enfermedad, ya que este genotipo no
proporcionó la suficiente sensibilidad y especificidad para permitir su uso
como test. 26

3.2.4.-OTROS GENES

En cuanto a los otros genes que figuran en la tabla de Collins, raras
mutaciones en estos genes confieren un riesgo muy alto para un pequeño
número de familias, pero el riesgo aumentó poco o nada en el
población en general. Por ejemplo, el gen de ELAC, que se encuentra en la
región HPC2, está relacionado con el cáncer de próstata en los estudios de la
familia. Un reciente meta-análisis de común dos polimorfismos en ELAC27
informó OR de 1.04 (0.50 -1 · 09) para Leu 217 homocigotos y 1.18 (0.98 -1 ·
41
42) para Thr5 homocigotos y heterocigotos combinados. El meta-análisis
también mostró que el estudio más grande y más reciente no mostró ningún
efecto asociada con el polimorfismo.

3.2.5.-CÁNCER DE COLON

Raras mutaciones en APC están relacionadas con el riesgo de cáncer de
colon, pero en el momento de la conferencia de Collins Shattuck, un gran
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riesgo, ha informado de que se asoció con un común variante, E1317Q. Sin
embargo, una tarde de casos y controles de cáncer colorrectal no informó


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asociación entre esta variante en un análisis comparativo de los casos con el
46
cónyuge los controles (OR 0.83, 0.31 -2 · ). Los investigadores concluyeron
que E1317Q "no parecen conferir un mayor riesgo de neoplasia colorrectal en
la población general de la población. Evaluación genética para E1317Q no se
indica”. Lake SL, et al 2003 43

Panel 2: Reino Unido, las directrices nacionales del Comité de Selección para
la viabilidad de la tramitación, la eficacia y la adecuación del programa de
49
cribado, adaptadas para las pruebas genéticas de detección Trastorno

 Importante problema de salud
 Epidemiología e historia natural adecuadamente entendido y detectar
factores de riesgo genéticos
 Número limitado de mutaciones en el gen responsable (s) dentro de la
población objetivo de responsables de alto porcentaje de riesgo
genético
 Detectables mutaciones genéticas o polimorfismos con alta penetrancia
 Todas las intervenciones primarias costoeficaces de prevención
aplicadas en la medida de lo posible

3.3.-PRUEBA

 Prueba de cribado genético simple, segura, precisa y validada
 Aceptable para la población
 La política de acuerdo en un análisis diagnóstico adicional de las
personas con resultado positivo y en las opciones disponibles para las
personas

3.4.-TRATAMIENTO

Tratamiento efectivo o una intervención para los pacientes identificados
como de riesgo a través de pruebas genéticas, con la evidencia del
tratamiento consecuente desde el principio los resultados de las pruebas
genéticas que conducen a mejores resultados que el tratamiento tardío
después de iniciado el riesgo se hace evidente por otras razones, tales como
el desarrollo de los síntomas

 Acuerdo basado en la evidencia pólizas que cubren los cuales los
individuos se les debe ofrecer tratamiento y el tratamiento que se
imparte
 La gestión clínica de los resultados y condición del paciente optimizado
por todos los proveedores de atención de la salud antes de participar
en un programa de cribado

3.5.-PROGRAMA DE DETECCIÓN


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in Publics Health
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 La evidencia de alta calidad ensayos controlados aleatorios de que el
programa de cribado genético es eficaz en la reducción de la
mortalidad o la morbilidad
 La evidencia de que el programa completo de detección genética es
clínico, social y éticamente aceptable para los profesionales de la salud
y el público
 Beneficiarse del programa de cribado genético es mayor daño físico y
psicológico
 El costo de oportunidad del programa de detección económicamente
equilibrado en relación con el gasto en atención médica en su conjunto
(es decir, el valor por dinero)
 Plan de gestión y seguimiento del programa de detección y conjunto de
normas de garantía de calidad
 Dotación de personal y medios adecuados para la gestión de las
pruebas, diagnóstico, tratamiento y programas disponibles antes del
inicio del programa de detección
 Todas las otras opciones para controlar la afección considerada
 Basada en la evidencia de la información, explicando las
consecuencias de las pruebas, investigación y tratamiento, a
disposición de los posibles participantes para ayudarles a
tomar una decisión informada
 La presión pública para la ampliación de los criterios de elegibilidad
para la prueba de cribado genético esperado

3.6.-LA GENÉTICA HUMA Y TEORÍA MENDELIANA

Antes del surgimiento de la epidemiología genética, a partir de 1931,
cuando Bernstein presentó una prueba de enlace en los árboles genealógicos
humanos hasta 1955, cuando se ha establecido como el método de elección,
el mapa de el hombre era un interés de no más de media docena de
genetistas (Morton, 1995). Con el desarrollo de somática métodos célula ®
RST mapeo de genes taller en 1973 fue capaz de atraer a 65 participantes
Discurso del Presidente entregó a la Novena Conferencia Internacional
Congreso de Genética Humana, de Río de Janeiro,
18 de agosto 1996.

Meiosis: división celular que origina 4 células con la mitad de la dotación
cromosómica de la célula original (haploides). Los cromosomas homólogos se
separan y cada célula (gameta) recibe uno de los homólogos del par.

Carácter: característica observable y transmitida por los genes, ejemplo: color
de las flores


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Fenotipo: propiedades observables del genotipo y en el cual contribuye el
medio ambiente.

Cromosomas Homólogos: cromosomas que se aparean durante la meiosis.
Poseen igual longitud, posición del centrómero y comparten los mismos
genes.

Excepción: cromosomas X e Y que no comparten las características
anteriores pero sí se consideran homólogos por aparearse en la meiosis.

Gen (del griego genos= nacimiento) son segmentos específicos de ADN
(cromosoma) responsable de un determinado carácter; son la unidad
funcional de la herencia.

El botánico danés Wilhelm Johannsen (1857 - 1927) acuño este nombre, en
1909, para nombrar a los elemente de Mendel (también acuñó "fenotipo",
"genotipo" y "selección").

 Alelo: Formas alternativas de un gen en un mismo locus. Por ejemplo 2
posibles alelos en el locus v de la cebada son v y V. El término de alelo
ó alelomorfo fue acuñado por William Bateson; literalmente significa
"forma alternativa".
 Locus: es el lugar específico de un gen en un cromosoma.
 Homocigoto: organismo que tiene dos copias o alelos iguales de un
gen en los dos homólogos, también llamado raza pura.
 Heterocigoto: cuando los dos alelos son diferentes, en este caso el
alelo dominante es el que se expresa.

Un monje austríaco, Gregor Mendel, desarrolló los principios
fundamentales de que hoy es la moderna ciencia de la genética. Mendel
demostró que las características heredables son llevadas en unidades
discretas que se heredan por separado en cada generación. Estas unidades
discretas, que Mendel llamó elemente, se conocen como genes.

Mendel razonó que un organismo apto para los experimentos genéticos
debería tener:

 una serie de características diferentes, fácilmente estudiables y con
dos o tres fenotipos diferentes.
 la planta debía autofertilizarse y tener una estructura floral que limite
los contactos accidentales, de crecimiento rápido y con gran número de
descendientes.
 Los descendientes de las plantas autofertilizadas debían ser fértiles.


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19

El organismo experimental de Mendel fue la arveja común (Pisum sativum,
familia Leguminosae), que tiene una flor que normalmente se autopoliniza. La
parte masculina de la flor se llama antera, produce el polen, que contiene los
gametos masculinos. La parte femenina de la flor es el Gineceo, formado por
estigma, estilo, y el ovario. El óvulo (gameto femenino) es producido en el
ovario. El proceso de polinización (la transferencia de polen de la antera al
estigma) ocurre, en el caso de la arveja, antes de la apertura de la flor. Del
grano de polen crece un tubo (tubo polínico) que permite al núcleo viajar a
través del estigma y el estilo, y eventualmente llegar al ovario. Las paredes
del ovario formarán las futuras vainas (fruto: legumbre) y los óvulos
fecundados las semillas. Ver ciclo animado de plantas.
Muchas flores permiten la polinización cruzada, lo cual puede dificultar los
estudios si se desconoce las características de la planta masculina. Dado que
las flores de las arvejas el estigma y las anteras están completamente
encerradas y, a diferencia de la mayoría de las flores no se abren hasta ser
fecundadas, es decir luego de la autopolinización, la genética de los
progenitores puede ser comprendida más fácilmente. Los embriones
autofecundados de las arvejas desarrollan sin dificultad.
Para los entrecruzamientos Mendel abrió el pimpollo antes de la
maduración y retiró las anteras con pinzas evitando la autopolinización. Luego
las polinizó artificialmente, espolvoreando el estigma con polen recogido de
otras plantas.
Mendel probó las 34 variedades de arvejas disponibles a través de los
vendedores de semillas. Mendel buscó caracteres con rasgos bien definidos y
alternativos constantes, que constituyeran razas puras. Las arvejas de jardín
fueron plantadas y estudiadas durante ocho años a fin de comprobar que el
rasgo observado se mantenía constante a lo largo de varias generaciones.
Así, Mendel aisló 7 pares de caracteres que eran razas puras: cada carácter
estudiado se presentaba en dos variantes, tales como: altura de la planta
(alta o baja), superficie de la semilla (lisa o rugosa), forma de la vaina
(inflada o contraída), forma de la vaina y otras (ver esquema a
continuación). En sus experimentos Mendel uso unas 28.000 plantas de
arvejas.


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La contribución de Mendel fue excepcional en razón del enfoque
metodológico utilizado para definir el problema, el uso de variables claramente
entendibles y la aplicación de las matemática (estadística) al resultado
experimental. Usando plantas de arvejas y el método estadístico, Mendel fue
capaz de demostrar que los caracteres pasan de los padres a los hijos a
través de la herencia de los genes.
3.6.1.-El principio de la segregación

Mendel primero estudió la herencia de la forma de la semilla. Un
cruzamiento relacionado a un solo carácter se denomina monohibridación.
Mendel cruzó una raza pura de plantas con semillas lisas con una raza pura
de otra que siempre producía semillas rugosas (60 fertilizaciones en 15
plantas). Todas las semillas resultantes resultaron lisas.

Al año siguiente, Mendel plantó esas semillas y permitió que las mismas se
autofecunden. Recogió 7324 semillas en total: 5474 lisas y 1850 rugosas.
Para sistematizar el registro de datos, las generaciones fueron nombradas y
numeradas. La generación parental se denomina como P. Los descendientes
de la generación P son la generación F1 (la primera filial). La autofecundación
de la generación de F1 produce la generación F2 (la segunda filial).

3.7.-Base de Datos Bioinformáticos

 Biología Computacional
 Aplicación de Técnicas analíticas y cuantitativas para el modelamiento
de sistemas biológicos.
 La bioinformática comprende los métodos matemáticos, estadísticos y
computacionales que pretenden solucionar problemas biológicos
usando secuencias de DNA y aminoácidos e información relacionadas.
(Fred Tekaia Instituto Pasteur).

 La bioinformática es el estudio de la informática biológica desde su
almacenamiento en el genoma hasta la obtención de los productos


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génicos en la célula esto involucra la creación y desarrollo de
tecnologías informáticas y computacionales para la resolución de
problemas de biología molecular.(Estándar Center for Professional
Development)

 El uso de técnicas computacionales matemáticas y estadísticas para el
análisis, interpretación desarrollo y generación de datos biológicos

Características:

 Interdisciplina y colaboración entre grupos
 Interoperatividad e interdependencia de datos
 Formación de redes

3.7.1.- ¿Qué se busca con la utilización de la Bioinformática?

Profundizar en nuestro entendimiento acerca de los organismos vivos y sus
relaciones partiendo desde el genoma que les codifican

3.7.2.-ANALISIS POTENCIALES EN ELCAMPO DE LA BIOLOGÍA
MOLECULAR SON DIVERSOS COMO LA VIDA MISMA

 Genómica comparativa
 Análisis de DNA (ORFs, Contenidos GC, etc.)
 Recuperación de Secuencias
 Ensamblaje de secuencias
 Predicción de estructuras proteicas
 Visualización de estructuras proteicas
 Microarreglos
 PCR
 Filogenia
 Educación

La bioinformática prevee algoritmos, bases de datos interfaces y
herramientas estadísticas para resolver nuestras preguntas


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Análisis estadístico de polimorfismos genéticos en estudios
Epidemiológicos

El análisis de los polimorfismos genéticos permite identificar genes que
confieren susceptibilidad a presentar enfermedades.
En este trabajo se presenta la nomenclatura utilizada en la bibliografía de
epidemiología genética y una estrategia básica de análisis estadístico de
estudios epidemiológicos que incorporan estos marcadores. En primer lugar,
se presenta el análisis descriptivo de un único polimorfismo y la evaluación
del equilibrio Hardy-Weinberg. A continuación se presentan los métodos para
evaluar la asociación con la enfermedad. Para ello se emplean modelos de
regresión logística y se estudian los posibles modelos de herencia. Por último,
se presentan métodos para el análisis simultáneo de múltiples polimorfismos:
estimación de las frecuencias de haplotipos y análisis de asociación con la
enfermedad.

Los polimorfismos genéticos son variantes del genoma que aparecen por
mutaciones en algunos individuos, se transmiten a la descendencia y
adquieren cierta frecuencia en la población tras múltiples generaciones. Se ha
estimado que hay una variante en cada 1.000 pares de bases de los 3.000
millones que configuran el genoma humano. Los polimorfismos son la base de
la evolución y los que se consolidan, bien pueden ser silentes o proporcionar
ventajas a los individuos, aunque también pueden contribuir a causar
enfermedades (Guttmacher AE, Collins FS, et al 2002) 1. Se conocen muchas
enfermedades determinadas genéticamente por mutaciones o variantes
denominadas de «alta penetrancia », ya que los portadores de la variante
suelen manifestar la enfermedad con una alta probabilidad. Estas variantes
suelen ser de baja frecuencia en la población general, por ejemplo, las
mutaciones heredadas en el gen supresor de tumores APC determinan la
aparición de la poliposis familiar adenomatosa que a menudo degenera en
carcinomas en el colon, pero esta entidad no explica más de un 1% del total
de tumores de colon.

En la actualidad muchos investigadores centran sus trabajos en identificar
genes con polimorfismos que se dan en la población con mayor frecuencia y
que influyen en el riesgo de padecer una enfermedad, pero con baja
probabilidad (son los llamados polimorfismos de «baja penetrancia»).

3.7.3-SOFTWARE PARA ANÁLISIS DE GENOTIPOS Y HAPLOTIPOS


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Los análisis de este trabajo se han realizado con el paquete haplo.Stats
Lake SL, et al 2003 43 del software de uso libre R. La función haplo em permite
estimar las frecuencias de haplotipos mediante el algoritmo EM. La función
haplo.glm permite ajustar modelos de regresión logística empleando las
probabilidades de cada pareja de haplotipos con incertidumbre como pesos
en el modelo. En R hay otros paquetes útiles para análisis de epidemiología
genética (genetics, hapassoc y gap) y casi todos emplean una adaptación del
programa SNPHAP de Clayton (Clayton D, et al 20049 41. Otros programas
útiles de uso libre son Arlequin 46, Haploide 47 y EH 48 y se puede encontrar un
listado exhaustivo de software para análisis genéticos en la Universidad
Rockefeller Raquel Iniesta, et al 2005 45.

3.7.4.-Variación Genética y su Detección: Exposición de técnicas

La variabilidad genética es una condición necesaria para la evolución. De
forma intuitiva se sabe que a mayor variabilidad genética, mayor cambio
evolutivo. Se realizó un experimento en Drosophila serrata en el que se
usaron poblaciones puras y mixtas, se vio que la existencia de mayor
variabilidad genética (población mixta) implica mayor tasa evolutiva.

Existen dos modelos para definir la estructura de las poblaciones:

 Modelo clásico (Muller): el acervo genético de una población consta en
prácticamente todos los loci de un alelo salvaje con frecuencia próxima
a uno. La evolución ocurre porque a veces surge un alelo beneficioso
que desplaza al salvaje por selección natural.
 Modelo balanceado (Dobzhansky): el acervo genético de una población
consta en todos los loci de un conjunto de alelos en diversas
frecuencias. La evolución ocurre por un cambio gradual de las
frecuencias y clases de alelos de la población.

La mayoría de las poblaciones naturales poseen una elevada variabilidad
genética. Sin embargo, la variabilidad observada en un determinado carácter
puede atribuirse a variabilidad genética o a factores ambientales. En muchos
casos se ha establecido que las diferencias genéticas explicarían la variación
morfológica. Existen distintas pruebas para conocer la abundancia de la
variabilidad genética: estudios de consanguinidad, experimentos de selección
artificial y métodos de genética molecular.

La cuantificación de la variabilidad genética en las poblaciones se puede
realizar midiendo: variación morfológica, cromosómica o a nivel molecular.

 Variación morfológica: Se miden caracteres fenotípicos de los
individuos. Está afectada por factores ambientales.
 Variación cromosómica: Hasta los años 60 las técnicas solo permitían
observar la morfología cromosómica. Posteriormente se desarrollaron


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técnicas como: tinción diferencial, bandeo cromosómico o FISH. Este
tipo de información es importante en los mecanismos de especiación.
 Variación a nivel molecular: La electroforesis de proteínas ha sido una
técnica de gran importancia para cuantificar la variabilidad genética.
Algunas de las técnicas son:

Técnica Definición Ventajas Inconvenientes
No influenciadas Las modificaciones
por el ambiente. postraduccionales
pueden afectar a la
Son variantes Son marcadores movilidad
ISOENZIMAS alélicas de un gen codominantes. elctroforética.
que codifican
proteínas con carga Análisis de muchos No todas las
distinta. individuos en poco sustituciones de
tiempo. aminoácidos se
detectan por
electroforesis.

Polimorfismos de Las mismas que en Precio.
fragmentos de el caso de
RFLP restricción. isoenzimas. Solo detecta la
quinta parte del
Estudio de un polimorfismo.
elevado número de
loci.
Reacción en cadena Cantidad mínima de Conocimiento previo de
PCR de polimerasa. DNA molde. la secuencia.

Conservación del
material biológico.
SECUENCIACIÓN Determinación de la Requiere marcaje.
secuencia nucleotídica Muy informativa.
de un fragmento de Coste elevado.
ADN.

SNP Polimorfismo de un Marcadores
solo nucleótido. codominantes.

Distribución por todo el
genoma.

La variabilidad genética detectada por estas técnicas se describe por la
variación en las frecuencias alélicas. Las frecuencias genotípicas solo se
pueden calcular a partir de las alélicas cuando hay equilibrio de Hardy-


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Weinberg. Sin embargo, las alélicas siempre se pueden calcular a partir de las
genotípicas.

Se calculan parámetros como la proporción de loci polimórficos (P) o
polimorfismo (proporción de loci con más de un alelo) y la Heterocigosis
media (H) (se determina obteniendo primero la frecuencia de individuos
heterocigotos en cada locus y sacando luego el promedio de estas
frecuencias con todos los loci). Además existen distintos índices para medir
diversidad genética como el Índice de Shannon y el Índice de fijación. El
análisis de la varianza molecular (AMOVA) sirve para inferir la estructura
genética de las poblaciones. Otras técnicas utilizadas son: número de sitios
segregantes y la diversidad nucleotídica.

3.7.5.-Análisis Filogenético

 Evolución molecular de familias de proteínas
 Creación de árboles taxonómicos
 Reconstrucción evolutiva de rutas metabólicas

3.8.-GENÓMICA FUNCIONAL


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Fuente: C. CARLI CENTRO BIOINFORMÁTICA

3.8.1.-Visualización y Predicción de las Estructuras Protéicas

Fuente: Internet CENTRO BIOINFORMÁTICA-COLOMBIA


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3.8.2.-MODELAMIENTO HOMÓLOGO (MODELAMIENTO COMPARATIVO)

MÉTODOS AB INITIO. (Fuente: C. CARLI CENTRO BIOINFORMÁTICA)

Fuente: Centro Bioinformáticos Pinzón y Estévez- Bretón 2007


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Ensamblaje de Secuencias: Fuente Centro Bioinformática- Colombia

3.8.3.-El ensamblaje de Secuencias

La herencia es un proceso conservador pero no en términos absolutos.
Ocasionalmente ocurren errores en la replicación? Mutaciones (origen de la
variabilidad). Sin embargo, la variabilidad que se genera en cada generación
por mutación solo representa una pequeña parte de la variación genética de
las poblaciones. Entonces el origen de la variabilidad genética es la
recombinación. Es importante destacar que la reproducción sexual es la
fuente de variación más importante.

Desde el punto de vista evolutivo existen tres tipos de mutaciones:
beneficiosas (individuos favorecidos por selección natural. Selección positiva:
equilibrada y direccional), neutrales (no afectan a la eficacia biológica del
fenotipo) y deletéreas (individuos que tienden a ser eliminados de la
población. Selección purificadora). Solo una parte de las mutaciones se
incorporan a la población por selección positiva, las deletéreas también se
pueden mantener en individuos heterocigotos. En la población existe un
equilibrio de fuerzas selectivas y también un equilibrio entre mutación y
selección. Uno de los test utilizados para detectar fuerzas evolutivas es:

w= Ka/ Ks

Donde: Ka=Número de mutaciones sinónimas por posición sinónima.

Ks=Número de mutaciones no sinónimas por posición no sinónima.


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Si w es igual a 1 implica neutralidad, si es menor que 1 selección purificadora
y si es mayor que 1 selección positiva.

La genómica evolutiva pretende estudiar el impacto de la selección y
recombinación sobre la variabilidad del genoma. Si una mutación tiene lugar
sobre un determinado fondo genético, puede aumentar su frecuencia por
deriva y también aumenta la frecuencia del haplotipo asociado. A este
fenómeno se le denomina desequilibrio gamético. La recombinación
disminuye el desequilibrio de ligamiento. Además también se dan otros
procesos como:

- Selección de fondo: cuando surgen mutaciones deletéreas en la población,
actúa la selección purificadora disminuyendo la variación de la secuencia de
DNA. También se reduce por recombinación.

- Arrastre selectivo: cuando surge una mutación adaptativa, si se fija, arrastra
a las mutaciones neutras implicando pérdida de variabilidad.

Algunos ejemplos de polimorfismos genéticos en ambientes heterogéneos
son:

- Polimorfismo en el color: melanismo en Biston betularia.

- Resistencia a pesticidas en insectos: mosquitos.

3.8.4.-Métodos para detectar la variación genética
Existen numerosos métodos para detectar la variación genética. Cada uno
tiene sus alcances y limitaciones y se han desarrollado para diferentes casos.
A continuación damos una descripción muy breve de los más importantes:

A.-RFLP (Restriction Fragment Site Polymorphism):

Mediante cortes de determinadas secuencias del DN con enzimas que
reconocen específicamente tales sitios se generan fragmentos cortos y largos
(fragmentos de restricción) que hibridan con sondas de ADN construidas
específicamente para reconocerlos. En la población algunas secuencias de
ADN contienen sitios particulares de restricción, mientras que en otras
homólogas faltan a causa de la mutación genética. Los individuos que
presentan un sitio de restricción determinado en ambas secuencias
homólogas serán homocigotos y generarán una sola banda electroforética, la
cual puede ser larga o corta. Los individuos con un sitio de restricción
presente en un cromosoma pero no en el homólogo serán heterocigotos y
generarán dos bandas electroforéticas, una larga y una corta. Debido a que


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con los RFLPs podemos diferenciar los individuos homocigotos de los
heterocigotos concluimos que estos polimorfismos son codominantes.

B.-AFLP (Amplified Fragment Lenght Polymorphism):

Estos polimorfismos se detectan con iniciadores de PCR que son
homólogos a ciertas secuencias de ADN doble hebra, las cuales a su vez se
han unido previamente a fragmentos de restricción genómicos usando la
enzima ADN ligasa. Las secuencias unidas se conocen como adaptadores.
Los fragmentos de restricción ligados a sus adaptadores producen muchos
fragmentos que se amplifican simultáneamente con iniciadores de PCR
específicos. Al igual que con los RAPDs, los polimorfismos generados son
dominantes; es decir, no se diferencian los individuos homocigotos de los
heterocigotos

C.-Polimorfismos Microsatélites y Minisatélites de ADN:

Existen en el ADN numerosas regiones donde se encuentran secuencias
repetidas de 2 a 9 pb (microsatélites) o de 10 a 60 pb (minisatélites), las
cuales se pueden identificar utilizando iniciadores de PCR que hibridan
secuencias únicas que flanquean los micro- o los minisatélites. Estos
polimorfismos difieren en el número de repeticiones; cada sitio en un
cromosoma que contenga repeticiones tiene un número diferente de copias
de las repeticiones en la población. Estos polimorfismos son codominantes,
los heterocigotos generan dos bandas electroforéticas y los homocigotos una
cuyo tamaño depende del número de secuencias repetidas.

D.-RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA):

Con este método no se requieren sondas de ADN ni información previa
acerca de la secuencia como en los RFLPs. En este método se usa un
conjunto de iniciadores de PCR (Reacción en Cadena de la Polimerasa) de 8
a 10 pb cuya secuencia es aleatoria. Se generan un conjunto de bandas
electroforéticas que indican la presencia de fragmentos de ADN que son
dominantes sobre su ausencia. Es decir, dos secuencias homólogas que son
amplificadas se visualizarán como una sola banda en las electroforesis; si se
amplifica una secuencia pero no la homóloga, igualmente, se visualizará una
sola banda electroforética (la correspondiente al fragmento amplificado). En el
individuo cuyas secuencias homólogas no amplifiquen a causa de que la
mutación hizo perder el sitio de acoplamiento de los iniciadores de la
replicación del ADN, no se generarán bandas electroforéticas. Tenemos,
entonces que los individuos heterocigotos no se diferencian en las
electroforesis de los homocigotos y por ello los polimorfismos son dominantes.

3.9.-POLIMORFISMOS DE PROTEÍNAS


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Frecuentemente muchas enzimas presentas formas alternativas de su
estructura primaria causadas por sustituciones aminoacídicas; sin embargo no
alteran su acción sobre el mismo sustrato. Tales isoenzimas se pueden
identificar por una migración diferencial electroforética, causada por las
diferentes cargas netas que tienen las variantes de la estructura primaria. La
electroforesis de la figura muestra los polimorfismos de la enzima

Frecuentemente muchas enzimas presentas formas alternativas de su
estructura primaria causadas por sustituciones aminoacídicas; sin embargo no
alteran su acción sobre el mismo sustrato. Tales isoenzimas se pueden
diferentes cargas netas que tienen las variantes de la estructura primaria. La
electroforesis de la figura muestra los polimorfismos de la enzima

Figura: Polimorfismo de Proteínas, método Electroforético. Fuente: Centro Bioinformática- Colombia

Frecuentemente muchas enzimas presentes forman alternativas de su
estructura primarias causadas por sustituciones aminoacídicas, sin embrago
no alteran su acción sobre el mismo sustrato. Tales isoenzimas se pueden
diferentes cargas netas que tienen variantes de la estructura primaria. La
electroforesis de la figura muestra los polimorfismos de la enzima.

3.10.-MUTACIONES PUNTUALES
Una mutación particular puede ser un evento único o muy escaso en la
historia de una población, caso en el cual la posibilidad de alterar
permanentemente las frecuencias génicas en la población son muy escasas y
difícilmente tendrán importancia evolutiva. Pero un evento mutacional que
ocurra repetidamente entre los individuos de la población y entre las
generaciones si puede ser una fuente importante de variación genética.


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in Publics Health
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Tales mutaciones recurrentes alteran la secuencia de ADN sustituyendo una
base nucleotídica por otra. Las sustituciones se clasifican en (1) transiciones,
cuando se sustituye una purina por purina (A <--> G) o una pirimidina por
pirimidina (C <--> T); (2) transversiones, cuando se sustituye una pirimidina por
una purina o viceversa (T o C <--> G o A). Las transiciones son mucho más
frecuentes que las transversiones, aparentemente porque provocan una menor
desorganización del ADN y por ello son menos reconocidas como errores y en
consecuencia conllevan una probabilidad menor de ser corregidas. Las
mutaciones puntuales generan alelos nuevos, pero no todas causan
reemplazos aminoacídicos. Las sustituciones nucleotídicas que cambian un
aminoácido por otro se denominan mutaciones no sinónimas. En otras
ocasiones, la mutación altera la base situada en la tercera posición del codón
pero no causa sustitución aminoacídica; en este caso se denomina
mutaciones sinónimas (silenciosas). En algunos textos, la mutación
silenciosa se refiere a aquellas presentes en sitios no codificantes del genoma;
pero en estos casos quizás sería mejor llamarlas mutaciones neutras.
Otra clase de mutaciones puntuales se refiere a la inserción o a la supresión
de una base nucleotídica en la secuencia del ADN. En este caso cambia la
secuencia de codones que debe ser leída durante la traducción, resultando en
un polipéptido completamente diferente, el cual frecuentemente no es
funcional. Tales inserciones y supresiones nucleotídicas se conocen como
indel.
Las secuencias de ADN también pueden ser alteradas por recombinación
intragénica (no confundir con recombinación homóloga) y elementos
transposones. Estos últimos elementos son secuencias de ADN que se pueden
mover e insertar en cualquiera de muchos lugares en el genoma. Los
transposones pueden incrementar el tamaño total del genoma, pueden alterar
la expresión o incrementar la tasa mutacional de los genes donde se insertan,
pueden modificar la organización cromosómica y, también, pueden generar
pseudogenes. Estos últimos no codifican y por ello no parecen ser afectados
por la selección; en el transcurso de los años acumulan mutaciones y con el
tiempo su secuencia diverge mucho de la ancestral. Se calcula que en
mamíferos los pseudogenes constituyen alrededor del 20% del contenido total
de ADN.
3.11.-La Epidemiología Genética: Disciplina Científica en Expansión
La epidemiología genética es una disciplina relativamente reciente que
estudia la interacción entre los factores genéticos y ambientales que dan origen
a las enfermedades del ser humano, hoy en día valiéndose de marcadores
genéticos desarrollados a través de la biología molecular, de complejos
algoritmos almacenados en el computador y de amplias bases de datos, es por
ello que la epidemiología genética se ha desarrollado durante los últimos 10
años

MSc. Luis E. Medina Medina –“Epidemiology Genetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in

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3.11.1.-LOS MÉTODOS DE LA EPIDEMIOLOGÍA GENÉTICA

Las estrategias de investigación en epidemiología genética son de dos tipos:
descriptivas y analíticas. Las descriptivas, tanto en el nivel poblacional como
familiar, se basan en el estudio del tiempo, el lugar y la persona.

Algunas preguntas que ejemplifican nos planteamos en esta estrategia son:

A.- ¿Cuál es la prevalencia al nacimiento de acondroplasia en la población y
cuál es la tasa de mutación para esta enfermedad?

B.- ¿Cuál es la frecuencia de los grupos sanguíneos y de los antígenos de
histocompatibilidad en distintas poblaciones?

C.-¿Existen diferencias geográficas en la prevalencia de un factor genético
determinado?

Sin embargo los estudios analíticos, por el contrario, tienen como objetivo
identificar la función de factores genéticos en la historia natural de las
enfermedades, tanto en poblaciones como en familias.

Fuente: http://epidemiologiamolecular.com/author/ifernandezcastro/

3.11.2.-EPIDEMIOLOGÍA. FACTORES DE RIESGO Y FACTORES
GENÉTICOS

Los estudios epidemiológicos de los trastornos respiratorios del sueño (TRS)
con una amplia base poblacional son escasos. A pesar de ello, los datos


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disponibles en la actualidad cifran la presencia de ronquido habitual en el 7,45
% (intervalo de confianza del 95 %, 5,75-9,61) de la población infantil. El 10 %
de los roncadores habituales presentará en su evolución síndrome de apnea-
hipopnea del sueño, si bien en los niños con comorbilidad añadida (obesidad,
asma, etc.) o clínica de apnea del sueño la asociación ronquido habitual-apnea
se incrementa de manera notable. La prevalencia de apnea del sueño según la
observación de padres o tutores de episodios de apnea es del 0,2-4 %. Cuando
el diagnóstico se realiza mediante cuestionarios directos a los padres su
prevalencia se incrementa al 4-11 %. Si se realiza por medios objetivos de
laboratorio de sueño su prevalencia oscila entre el 1 y el 4 %. Actualmente, la
obesidad es un factor importante de riesgo. En obesos, la prevalencia de TRS
oscila entre el 4,69 y el 6,6 %, por lo que su cribado en los pacientes obesos
con o sin clínica sugestiva debería ser rutinario. La genética juega un
importante papel y, aunque su cometido está todavía por dilucidar, el 35-40 %
de la varianza de los TRS es atribuible a factores genéticos. Su estudio abre
una importante puerta que modificará en un futuro el enfoque médico de los
TRS.
Los trastornos respiratorios del sueño (TRS) incluyen el ronquido habitual, el
síndrome de resistencia de las vías aéreas superiores (SRVAS), las hipopneas
obstructivas, el síndrome de apnea-hipopnea del sueño (SAHS), así como la
implicación nocturna del asma y otras alteraciones respiratorias crónicas. El
ronquido es el síntoma clínico más evidente que suelen tener en común.

En adultos, los datos epidemiológicos cifran su prevalencia en
aproximadamente el 9 % de la población de 30 a 60 años Young T, et al 1993 1.
En los niños, estos datos son más controvertidos debido a diversos motivos:

 En la mayoría de los estudios epidemiológicos de prevalencia realizados
mediante el uso de cuestionarios, se excluyen el SRVAS, la
hipoventilación obstructiva así como el síndrome de apnea sin presencia
de ronquido.

 La ausencia de una definición unitaria de ronquido. En la revisión
realizada por nosotros, de 25 estudios epidemiológicos en niños se
encuentran hasta 10 definiciones diferentes de ronquido habitual.

 Muchas características clínicas del SAHS pediátrico y de los
determinantes de su epidemiología son diferentes al SAHS del adulto, por
lo que deberían ser evaluadas de manera distinta (Lumeng JC, et al 2008
2.
Así, las vías aéreas superiores (VAS) son más resistentes al colapso
durante el sueño; tienen conservadas las respuestas de la VAS a la
presión subatmosférica y a la hipercapnia durante el sueño, mientras que
en los adultos esas respuestas parecen estar disminuidas.


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Los niños tienen un patrón diferente de activación de la VAS y la
conservación de estas respuestas puede ser un mecanismo compensatorio de
la relativa estrechez de la vía aérea infantil (Marcus CL, et al 2004) 3.

La evaluación del tiempo de sueño en niños de 6 a 11 años por medio de
cuestionarios a padres sobrestima el tiempo total de sueño y la latencia de
sueño 4. Son necesarios estudios de prevalencia con medidas objetivas.

Hay una agregación familiar significativa independiente de las similitudes
familiares en el peso (Redline S, 1992) 5 y aunque se desconoce el papel de la
genética y de los diferentes factores de riesgo, se estima que el 35-40 % de su
varianza es atribuible a factores genéticos 6.

A pesar de estas limitaciones, conocer la prevalencia de los TRS nos
orientará a la hora de diseñar estrategias de cribado y diagnóstico precoz
eficientes que contribuirán, sin duda, a disminuir su morbilidad a medio y largo
plazo, y a paliar el reiterado uso de los servicios sanitarios que realizan los
niños portadores de TRS no diagnosticados o tratados, que se estima en un 20
% de incremento de visitas a centros sanitarios (Tarasiuk A, et al 2007) 7.

El objetivo de esta revisión es considerar los datos disponibles en la
actualidad sobre la prevalencia de los TRS en la etapa pediátrica así como de
los factores de riesgo más importantes identificados en la actualidad.

3.11.3.-MÉTODOS

Se ha realizado una búsqueda de referencias publicadas en los últimos 12
años mediante el paquete informático Reference Manager versión 12 con las
palabras clave sleep apnea OR sleep respiratory disorders OR snoring, AND
prevalence OR epidemiology, OR genetic OR risk factors. El límite de edad fue
los 18 años. Las mismas palabras con el mismo límite de tiempo se
introdujeron en PubMed. En lenguaje castellano, se realizó una búsqueda de
las mismas características en el Índice Médico Español. Se desecharon cartas
al editor, editoriales, casos clínicos, presentaciones a congresos y series de
casos.

Se revisaron y seleccionaron manualmente artículos extraídos del índice de los
últimos 5 años de la revista AMERICAN JOURNAL OF MEDICAL GENETICS.

3.11.4.-Factores de riesgo del trastorno respiratorio del sueño

La presencia de un TRS va a estar condicionada por la coexistencia de
determinados factores de riesgo que hay que valorar dentro del contexto
clínico. En la tabla 1 se resumen algunos de los principales factores clínicos de
riesgo extraídos de la bibliografía. Se excluye la hipertrofia adenoamigdalar por


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tratarse de la causa etiológica mayoritaria del SAHS pediátrico Redline S, Li
AM, et al 1999 8,9.

Se debe señalar la importancia de los antecedentes del niño desde la
gestación. Así, por ejemplo, la edad gestacional menor de 37 semanas y la
preeclampsia materna se han considerado factores de riesgo, con una odds
ratio (OR) del 7,3 % de presencia de TRS cuando estos niños son evaluados
entre los 8-11 años 10.

A.-El ronquido como factor de riesgo. El ronquido habitual es un síntoma y,
al mismo tiempo, un factor de riesgo de desarrollo de TRS. Los niños con
SRVAS roncan y tienen una obstrucción parcial de la VAS que ocasiona
episodios repetitivos de incremento del esfuerzo respiratorio que finaliza en
arousal. El patrón del sueño se altera y los síntomas diurnos pueden ser
similares a los de la apnea obstructiva, aunque estos niños no evidencian
apneas ni hipopneas o alteraciones del intercambio gaseoso en la
polisomnografía salvo que se realice una capnografía (técnica no habitual
actualmente en las unidades de sueño que estudian niños). Su incidencia en
niños es desconocida, aunque parece ser más frecuente que el SAHS 11.

El ronquido habitual no es sinónimo de presencia de SAHS. El ronquido
progresa a SAHS sólo en el 10 % de los casos 12. La presencia de
sintomatología clínica parece condicionar esta evolución. Cuando al ronquido
habitual se asocian síntomas clínicos sugestivos de SAHS, en la mitad de los
casos se confirma este diagnóstico al realizar una PSG 13, de manera que es
necesario valorar el ronquido habitual en el contexto clínico y, en ocasiones,
con el apoyo del laboratorio de sueño, ya que la coexistencia de ronquido y
desaturación juega un importante papel en su morbilidad. Así, considerando el
diagnóstico de SAHS a partir de un índice apnea-hipopnea (IAH) > 5, se
observa una mayor prevalencia, estadísticamente significativa, de excesiva
somnolencia diurna y problemas de aprendizaje con la existencia de un índice
IAH de 5 sin desaturación. La presencia de desaturación del 2 % hace que el
IAH necesario para las consecuencias clínicas se reduzca a 2 y cuando se
asocia a una desaturación del 3 % se reduce a 1 14.

B.-LA OBESIDAD COMO FACTOR DE RIESGO. La obesidad y las alteraciones del sueño
son 2 entidades que tienen una interrelación cada vez más evidente 15-21. En
España, según el estudio en Kid, la prevalencia de obesidad infantil (percentil >
97) es del 13,9 % y la combinación sobrepeso (percentil > 85) + obesidad es
del 26,3 % 22. Con datos subjetivos, de un tercio a dos tercios de los niños
obesos tienen TRS. Por otro lado, los estudios basados en datos objetivos
muestran que el 47 % de los niños obesos tiene cuadros de SAHS moderados-
graves y el 39 % ligeros 23,24.

Los menores de 8 años con TRS tienen incrementado el riesgo de obesidad
25. En una revisión de 27 estudios que incluye 5.588 niños, un tercio de los


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menores de 10 años presentaba una asociación significativa obesidad-SAHS, y
en mayores de esa edad, dos tercios relacionaron la obesidad con una mayor
gravedad del TRS (Benhamou S, et al 2002) 26.

En adolescentes obesos, nuestro grupo encontró una relación significativa
entre el tamaño amigdalar, el índice de masa corporal (IMC) y la presencia de
TRS: un IMC en percentil > 85 tiene una sensibilidad de 87,78 (intervalo de
confianza [IC] del 95 %, 74,4-95,16) y una especificidad de 83,33 (IC del 95 %,
69,99-96,67) de presencia de TRS. El valor predictivo positivo del IMC en
percentil > 85 frente a la presencia de TRS es de 88,64 (IC del 95 %, 79,26-
98,02) y su valor predictivo negativo de 78,13 (IC del 95 %, 63,81-92,45). Al
mismo tiempo, la probabilidad diagnóstica pretest de TRS de este IMC es de
60,53 (IC del 95 %, 49,54-71,52), el cociente de probabilidad positivo de 5,09
(IC del 95 %, 2,48-28,58) y el cociente de probabilidad negativo de 5,48 (IC del
95 %, 2,73-19,97).

En ese mismo estudio, en niños/as con sobrepeso (percentil IMC > 85) la
presencia de un tamaño amigdalar > 2 según la clasificación de Mallampanti
(ocupa al menos el 26-50 % del espacio valorado mediante radiografía
convencional), tiene un valor predictivo positivo del 82,4 %, un valor predictivo
negativo del 78 %, con una sensibilidad del 37,6 %

3.12.-ESTUDIOS DE RECURRENCIA FAMILIAR

Un aspecto fundamental de la epidemiología genética es el estudio de
la agregación (o recurrencia) de ciertas enfermedades en determinadas
familias.

King MC, et al.54 propusieron tres preguntas que permiten identificar los
alcances de los estudios sobre recurrencia familiar:


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 ¿Hay enfermedades que afectan a varios miembros de una misma
familia?

 ¿Se relaciona dicha agregación familiar con una exposición ambiental
común, con una susceptibilidad heredada, o con una herencia cultural de
factores de riesgo?

De existir, ¿cómo se hereda la susceptibilidad genética?

La observación de la prevalencia de cierta enfermedad en familiares de los
casos índice (caso índice es el individuo afectado por medio del cual se
incorpora su familia al estudio) de los controles (individuos no afectados)
permite determinar la existencia de una agregación familiar. Dicha agregación
existe cuando los familiares de los individuos afectados corren un mayor riesgo
de padecer la enfermedad que los familiares de individuos no afectados.

Este método es eficiente y poco costoso, pero una de sus limitaciones es
que la información sobre las características de los familiares de los casos y
controles puede dar lugar a sesgos. Por ejemplo, si el investigador sabe de la
presencia de la enfermedad en la familia del participante, existe la posibilidad
de un sobre diagnóstico.

La capacidad de recordación de los familiares y su conocimiento de las
características del trastorno también pueden ser mayores cuando existe un
pariente afectado. Esta diferencia pone de manifiesto una limitación de los
estudios de familiares de casos y controles, especialmente cuando se estudian
trastornos que aparecen en edad avanzada:

Los familiares de los casos jóvenes tienden a ser más jóvenes que los de los
controles. Otros métodos, como los análisis de cohortes, las regresiones y las
ecuaciones de estimación generalizables, permiten ampliar los cálculos para
referirlos a situaciones más complejas. Es importante destacar que una
elevada agregación familiar no prueba la existencia de un mecanismo genético
en el origen de la enfermedad, así como una baja recurrencia tampoco excluye
la posibilidad de que dicho mecanismo exista.
En tanto que la comparación de los familiares de los casos y controles puede
considerarse una técnica “epidemiológica”, es factible también identificar la
presencia de agregación familiar a través de métodos de “genética estadística”.

En este caso, el grado de agregación de una enfermedad en una familia se
expresa como R, definido como el cociente entre el riesgo de padecer la
enfermedad entre los parientes de los casos y la prevalencia de dicha
enfermedad en la población en general. Esta técnica requiere el cálculo para
cada uno de los grados de parentesco.


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