Este martes es un día muy importante para nuestro laboratorio, ¡es el Día Mundial del ADN! Nuestro laboratorio, Nanolab, se especializa en estudios de análisis genéticos y simplemente no lo podemos evitar, nos emociona este día. El año pasado lo celebramos revisando datos curiosos del ADN y la genética, lo puedes revisar aquí. En esta ocasión revisaremos un tema un tanto más serio, pero no por ello menos interesante, los mosaicos o el mosaicismo. Es un tema del que nos han pedido escribir, porque a las clínicas de reproducción con las que trabajamos siempre les preocupa. Como papá o mamá, tal vez, no sepas tanto, pero ¡ey!, si les preocupa a las clínicas, es muy probable que a ti también. Así que revisemos la historia del mosaicismo para que tengas una visión general de lo qué es, cuándo es un problema y para que descubras algo interesante y peculiar de ti misma.
Para comprender qué es un mosaico, primero debes saber del único e increíble ADN. Esta molécula es increíblemente compleja y es una de las llaves de la vida. Compuesto de 4 nucleótidos, que están formados por la unión de 3 elementos, azúcar, nitrógeno y fósforo, es la molécula que guarda toda la información para construir un organismo. Puedes pensar al ADN como un recetario, tiene cientos de recetas diferentes y cada receta sería un gen. Estos genes son las instrucciones para construir una proteína. Así que las proteínas serían la comida que obtienes al cocinar completa la receta. Las proteínas tienen muchas tareas en el cuerpo, algunas defienden, como los anticuerpos; otras son estructurales, como el colágeno, que hace que la piel se vea joven; varias más permiten el movimiento, como la miosina y actina, que son las proteínas del músculo; otras tantas trabajan para acelerar procesos, como las enzimas del metabolismo. Las proteínas hacen miles de tareas diferentes. Si el cuerpo hace algo, es casi seguro que es gracias a una proteína. El ADN nos hace lo que somos, es único para cada uno de nosotros (excepto en gemelos idénticos). Nuestro ADN nos lo heredaron nuestros padres y viene empaquetado dentro del óvulo y espermatozoide en forma de cromosomas. Nosotros, los humanos, casi siempre tenemos 46 cromosomas, cuando faltan o sobran, por supuesto, sigues siendo humano, pero desarrollarías una enfermedad. Finalmente, todo nuestro recetario o ADN se llama genoma.
El ADN son las instrucciones para construirnos. Cada uno tiene un ADN único. La mitad te lo da tu mamá con 23 cromosomas y la otra mitad tu papá con otros 23 cromosomas, juntos hacen un nuevo individuo único con 46 cromosomas.
Recuerda, todos nuestros genes juntos forman al genoma. Cuando el espermatozoide y el óvulo se juntan se forma tu genoma. La fusión de las dos células reproductivas generan un cigoto, pero un cigoto debe avanzar mucho para volverse una persona. Una persona promedio tiene 37 billones de células y un cigoto comienza siendo una sola célula. Con el paso del tiempo las células se multiplican, de una debe llegar a 37 billones. Dado que todas las células salen de una célula madre, todas deberían ser clones. Por lo tanto, todas las células tendrán el mismo genoma. Las células de tu hueso, piel, estómago, ojo, todas tienen el mismo genoma. Puede que estés algo confundida, después de todo, el hueso y la piel no se parecen. Ambas tienen el mismo genoma, tienen todas las instrucciones del cuerpo, pero cada célula se especializa en ciertas cosas. Aunque la célula del hueso tiene las instrucciones para hacer cualquier receta, las células del hueso deciden solamente realizar recetas para hueso. Igual la piel, tiene las recetas para hacer cualquier parte del cuerpo, pero se especializó en piel y por ello sólo sigue recetas de la piel. Es como especializarse en la cocina, hay quienes sólo hacen pasteles, otros, galletas y algunos más, gelatinas, pero todos tienen el recetario completo. Entonces llegamos al momento de la verdad, a veces una célula puede mutar (alteración genética que provoca variaciones en las características de un ser vivo) y volverse diferente y todas sus hijas serán clones, por lo que todas serán diferentes al resto.
Un mosaico es aquella persona que tiene dos genomas diferentes en su cuerpo. Estas personas tienen dos ADN diferentes. Ya puedes estar pensando que un mosaico no es compatible con la vida o estará muy enfermo, pero estarías equivocada. Aquí viene la mayor noticia, todos somos mosaicos, entre 37 billones de divisiones es posible que una célula se equivoque y se vaya por otra ruta. Por ejemplo, tus lunares son células mosaico, es piel que no es idéntica a la demás. El cáncer es un tipo de mosaicismo, ya que unas células mutan y se vuelven malignas. Algunas células mutan y en realidad no pasa nada. Existen varios tipos de mutación, pero a grandes rasgos son tres. Nonsense o sin sentido, es la mutación que impide que se forme la proteína porque detiene su construcción. Imagina que en tu receta de pastel se indica, mezcla leche, azúcar y se detiene la información, imposible que hagas un pastel sin receta. La siguiente mutación se llama missense o cambio de sentido y aquí sí haces una proteína, pero no sale tal como debería ser. Imagina que quieres hacer tarta de manzana, pero usas pera y terminas con tarta de pera, es una tarta, pero no de manzana. Finalmente, están las silenciosas y aquí no ocurre absolutamente nada, aunque cambie un poco la receta. Puede que la receta diga leche, pero tú uses leche deslactosada; no cambió nada en realidad, obtendrás el mismo resultado. La mayoría de las mutaciones ni las notamos porque no nos generan nada.
A veces una célula se equivoca y muta,a partir de ahí todas sus hijas tendrán la mutación. En ese momento tienes dos ADN diferentes en tu cuerpo. Los lunares son un tipo de mosaicismo, donde algunas células de nuestro cuerpo son diferentes.
Si todos somos mosaicos, entonces, por qué preocupa tanto a las clínicas de fertilidad y genetistas. La preocupación suele ser con embriones y bebés. Sí, todos mutaremos un poco con el tiempo, pero suele ser confinado. Por ejemplo, nuestros lunares son un mosaicismo y mutación confinada, no es que te despiertes y ahora seas de otro color completamente, sólo una diminuta parte cambia. Sin embargo, una mutación en las primeras células del cuerpo, especialmente en las primeras etapas de división celular, causará que billones de células estén mutadas. Antes de implantarse, un cigoto hace 32 células, estas primeras células darán paso a todas las demás. Si en estas primeras 32, una muta, bueno, varios millones de células futuras estarán mutadas. Las mutaciones en estas primeras células son de otro tipo, son mutaciones cromosómicas. ¿Recuerdas que los humanos tenemos 46 cromosomas y uno más o uno menos causa una enfermedad? Qué ocurre cuando una gran parte de las células son sanas, pero otra gran proporción están enfermas. Bueno, todo dependerá de cuántas están mal.
Existen muchas enfermedades ligadas a los cromosomas. Entre las más comunes están el síndrome de Turner, donde falta un cromosoma X en niñas; el síndrome de Klinefelter, donde sobra un cromosoma X en los niños, y el síndrome de Down, donde sobra un cromosoma 21. Un individuo mosaico de este tipo tendrá rasgos de la enfermedad por las células enfermas, pero la tendrá de forma mucho más moderada, ya que hay muchas células normales. De nuevo, los síntomas y presentación dependerá de cuántas células están afectadas. Por ejemplo, si un bebé tiene un tercio de células con síndrome de Down, el bebé tiene síndrome de Down, pero no tendrá una presentación tan agresiva como uno que tenga todas las células con síndrome de Down. Igual, puede que la mayoría de las células sean normales y la persona ni note que tiene un síndrome.
El síndrome de Klinefelter afecta a los niños. Ocurre cuando sobra un cromosoma X. Las personas con Klinefelter suelen ser altas y tener un poco de mama desarrollada. Un mosaico mostrará ciertos datos del síndrome de Klinefelter, pero no tendrá todos los síntomas.
Algunos autores incluso consideran que el mosaicismo en las etapas del cigoto es un mecanismo de protección evolutivo, donde una célula enferma muta hacia una célula normal para que el individuo sobreviva. Muchas mutaciones cromosómicas no son compatibles con la vida. Sin embargo, cuando son mosaicos, se vuelven compatibles con la vida y el individuo sobrevive. Otro ejemplo, son mutaciones mortales. Por ejemplo, el síndrome de Rett causa afecciones en el cerebro y solamente las mujeres sobreviven porque es una enfermedad del cromosoma X. Las niñas tienen dos cromosomas X, así que ellas sobreviven gracias a un cromosoma sano, pero los hombres sólo tienen uno y el síndrome de Rett en ellos es mortal, no sobreviven. Resulta que un niño mosaico con síndrome de Rett sí sobrevive, gracias a que tiene células sanas.
Las clínicas de reproducción y genetistas se preocupan de los mosaicismos en etapas tempranas porque el mosaico resulta en un bebé enfermo. Puede que el bebé tenga en su mayoría células sanas, pero también puede tener la mayoría enfermas. En cualquier caso, un bebé con mosaicismo en los cromosomas tendrá alguna enfermedad en algún nivel. Las clínicas de reproducción no quieren implantar embriones enfermos y nosotros como madres y padres tampoco queremos. Por ello, las células de un embrión se analizan para asegurar que las células son sanas y no son mosaico. Sin embargo, no podemos quitar todas las células de un embrión, así que incluso analizando, es posible que un bebé sea mosaico y simplemente no se haya tomado la célula enferma y eso preocupa siempre. Las clínicas de fertilidad no quieren darte un bebé enfermito y el mosaico siempre es una preocupación. Un embrión que sale enfermo no se implanta, se congela y se guarda, pero un embrión mosaico puede terminar implantado porque el laboratorio puede no detectar y, por tanto, no saber que una de las células está enferma. Aun así, la clínica de reproducción y Nanolab, como laboratorio especializado, te guiarán y harán todo lo posible por generar e identificar bebés sanos. Ahora sabes que todos somos mosaicos, pero también puedes reconocer el problema del mosaicismo cromosómico en la etapa de un cigoto.
No todos los mosaicismos son malos, la mayoría son inconsecuentes, algunos hasta pueden ser atractivos o bonitos, como un lunar o la heterocromía, la condición donde cada ojo es de diferente color. Sin embargo, durante el desarrollo, en esas primeras 32 células puede ser problemático, sobre todo si la célula mutada tiene un número de cromosomas diferente.
Referencias
Queremel Milani DA, Chauhan PR. Genetics, Mosaicism. [Updated 2022 May 8]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2023 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK559193/
Martínez-Glez, V., Tenorio, J., Nevado, J., Gordo, G., Rodríguez-Laguna, L., Feito, M., de Lucas, R., Pérez-Jurado, L. A., Ruiz Pérez, V. L., Torrelo, A., Spinner, N. B., Happle, R., Biesecker, L. G., & Lapunzina, P. (2020). A six-attribute classification of genetic mosaicism. Genetics in medicine : official journal of the American College of Medical Genetics, 22(11), 1743–1757. https://doi.org/10.1038/s41436-020-0877-3
Martínez-Glez, V., Tenorio, J., Nevado, J., Gordo, G., Rodríguez-Laguna, L., Feito, M., de Lucas, R., Pérez-Jurado, L. A., Ruiz Pérez, V. L., Torrelo, A., Spinner, N. B., Happle, R., Biesecker, L. G., & Lapunzina, P. (2020). A six-attribute classification of genetic mosaicism. Genetics in medicine : official journal of the American College of Medical Genetics, 22(11), 1743–1757. https://doi.org/10.1038/s41436-020-0877-3
Shankar Kikkeri N, Nagalli S. Turner Syndrome. [Updated 2022 Aug 8]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2023 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK554621/
Los E, Ford GA. Klinefelter Syndrome. [Updated 2023 Feb 5]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2023 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK482314/
Akhtar F, Bokhari SRA. Down Syndrome. [Updated 2022 Sep 6]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2023 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK526016/
Oliver R, Basit H. Embryology, Fertilization. [Updated 2022 Apr 27]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2023 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK542186/
Khan YS, Ackerman KM. Embryology, Week 1. [Updated 2022 Apr 19]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2023 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK554562/
Ghannam JY, Wang J, Jan A. Biochemistry, DNA Structure. [Updated 2022 Jun 20]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2023 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK538241/