Notas sobre las telarañas, las cabras araña y los usis de las telas

Uno de los materiales más sorprendentes de la naturaleza, la poseen algunos grupos de la clase Arachnida, y en especial el Orden Araneae ( las arañas ) y es precisamente la estructura de seda que estas producen, la telaraña. Esta seda la fabrican dentro de su cuerpo, en unos órganos especiales extrusores llamados glándulas de seda o hileras que se localizan en la parte posterior del abdomen. Esta capacidad de fabricar fibras sedosas, la comparte con las orugas de Lepidópteros como poro ejemplo Bombyx mori, el gusano de seda.

La seda de la araña está compuesta por una proteína globular líquida (fibroína) que al ser eyectada, sufre un proceso de desnaturalización (proceso en el cual se cambia la estructura primaria, globular en este caso, a una estructura fibrosa, como cuando en un huevo de gallina, la clara del huevo está en su estado nativo coloidal y al cocinarla, pasa al estado coagulado blanco. El uso que da la araña a la sedas es principalmente la construcción de trampas para conseguir alimento, hábito perfeccionado por la evolución, adquirido a través de millones de años, no así el gusano de seda que lo produce principalmente para construir su hogar, también se diferencian estos animales porque el hombre no ha encontrado todavía una forma eficaz de aprovechar el producto biotecnológico de la araña, como si lo ha hecho con el gusano de seda.

La araña sigue un patrón específico para construir su telaraña y este es uno de los criterios empleados para su clasificación taxonómica. Las arañas construyen sus telas en lugares abiertos por donde pasan sus presas con frecuencia, puede ser entre las ramas de algún árbol, entre arbustos, rocas, ramas. Empiezan a construirla, dejando caer libremente un filamento con un extremo pegajoso hasta que se pega al sustrato, después, con ella realiza el resto de los trazados dependiendo de los soportes disponibles, disponiéndolos principalmente en forma diagonal, la araña parte del centro en forma espiral para afuera, reforzándolo con una pequeña espiral en el centro, antes de producir las espirales definitivas, la araña forma una espiral provisional dirigida hacia afuera, que utiliza como guía para elaborar otra de mayor viscosidad, desde afuera hacia adentro. Los filamentos más viscosos se disponen en la parte central que sirve para atrapar a sus presas en pleno vuelo, mientras en los extremos, la tela es más seca, adaptada para que la araña camine libremente. Cuando en la tela cae una presa, la araña tiene que acercarse para atraparla y para ello posee un mecanismo para no quedar adherida en su propia tela, y es que en sus patas, secreta un aceite especial. Al terminar su tela, la araña se queda en el centro o escondida en una hoja lateral, aunque unida a la tela por un filamento que le transmite las vibraciones que originan los esfuerzos por escapar de los insectos atrapados, ésta los percibe y se acerca a su encuentro.

Volviendo al campo de la aplicación de las telarañas, la biotecnología actual está dando pasos agigantados al encontrar técnicas de producción masiva de estos materiales para diferentes usos tecnológicos. Hasta ahora, la producción a escala comercial de esta fibra había sido muy difícil, ya que a diferencia de los gusanos que producen seda los hábitos de las arañas las convierten en seres bastante antisociales, por lo que no sería posible criarlas en grandes granjas especializadas. Sin embargo, este obstáculo podría quedar atrás gracias a un proyecto de la empresa canadiense Nexia Technologies. Nexia es uno de los líderes mundiales en biotecnología de animales, y hace un par de años, había desarrollado una estirpe de cabras de rápido crecimiento denominadas cabras BELE (Breed Early - Lactate Early, o "crianza rápida - producción de leche rápida"). "Bele" es una palabra de origen bantú, que designa las ubres de las vacas y cabras, y también significa "ternura" o "suavidad", una denominación adecuada para las pequeñas cabras de Nexia, que alcanzan la madurez sexual cuando tienen de 3 a 6 meses de edad (a diferencia de los 8 meses mínimos requeridos en las razas normales) y son de menor tamaño que las cabras habituales, por lo que requieren menores cantidades de alimento. Las cabras BELE se criaron con destino a la fabricación industrial rentable de grandes cantidades de proteínas y otros compuestos en la leche. La fibroína de la seda de araña será la primera de estas proteínas, si bien la empresa tiene en proyecto aplicar el mismo método a la producción de otras proteínas de interés comercial, tales como insulina, colágeno, hormona del crecimiento, factores de coagulación sanguínea o anticuerpos monoclonales. Las posibilidades son casi infinitas.

El proceso de obtención de una cabra modificada para fabricar seda de araña resulta, en realidad, bastante sencillo. En primer lugar, se parte del gene de la fibroína de la seda, aislado a partir del genoma de una araña. Para ello se han utilizado genes de dos especies de arañas muy comunes, que se pueden encontrar fácilmente en el proverbial patio trasero: Araneus diadematus, la araña de jardín común europea, y Nephila clavipes, la araña tejedora dorada, que vive en América Central y el Sur de Estados Unidos. A continuación, se inserta este gene, conteniendo la información para fabricar la fibroína, en un plásmido, con un promotor adecuado para que las células de mamífero sean capaces de reconocer el gene como propio. En tercer lugar, este plásmido se inserta en el núcleo de una célula epitelial de cabra, añadiendo así el gene de la fibroína al genoma de la cabra.

Nephila clavipes

Nexia ha conseguido, hasta ahora, obtener células epiteliales mamarias de cabra con el gene insertado, capaces de producir estas fibras biosintéticas. Para dar el paso hacia una cabra transgénica, el núcleo celular modificado se inyectará, empleando las técnicas recientemente desarrolladas de clonación de mamíferos, en un embrión de cabra, que a su vez se implanta en el útero de una cabra adulta para que se lleve a cabo su desarrollo. El animal que nacerá será una cabra transgénica, modificada para que la leche que produzca cuando sea adulta contenga grandes cantidades de fibroína, a partir de la cuál se obtendrán fibras de seda de araña. Estas fibras se podrán hilar mediante los métodos convencionales de la industria textil, para obtener tejidos de elevada elasticidad y resistencia con interesantes aplicaciones médicas, tecnológicas y militares.

El intento de la fabricación de seda de araña en cabras es únicamente el más reciente y, quizás, el más espectacular, pero en ningún caso es el único. Muchos compuestos y materiales biológicos se producen ya comercialmente empleando distintos tipos de seres vivos como reactores. Los cultivos de bacterias son los biorreactores (reactores vivos) más empleados. Los primeros compuestos producidos con fines comerciales en el interior de células bacterianas fueron la insulina y la hormona del crecimiento humanas, pero hoy en día la lista asciende a casi un centenar de proteínas y otros compuestos. La compleja maquinaria enzimática de las células vivas sirve para llevar a cabo complicadas síntesis químicas que serían muy laboriosas de realizar en el laboratorio, o imposibles en muchos de los casos más problemáticos. Sin embargo, las bacterias no son suficientes, como se ha podido comprobar en el caso de la seda de araña, y muchas moléculas complejas necesitan de un biorreactor constituido, según los casos, por un animal o una planta. Ya se están logrando los primeros éxitos empleando cabras, conejos, ratones, vacas, cerdos, ovejas e incluso pollos transgénicos. En muchos casos se logra la acumulación de grandes cantidades de la proteína deseada en la leche (o en los huevos, en el caso de los pollos), de donde únicamente hace falta extraerla y purificarla para su comercialización.

Económicamente es a menudo rentable y el proceso de producción casi siempre resulta ser más amigable con el medio ambiente que las complicadas síntesis químicas. Además, el daño o maltrato causado a los animales es prácticamente nulo. Seguramente, en los próximos años seremos testigos de un cambio radical en el concepto de fabricación de muchos compuestos químicos, en los que los animales transgénicos clonados serán los protagonistas principales. Las cabras-araña es tan sólo el comienzo.

Otra idea de usar la tela de las arañas es como material ultrarresistente. La compañía alemana Ormecon ha creado una suerte de capa plástica que podría ayudar a mejorar en más de diez veces el grado de protección de los antioxidantes tradicionales que se aplican a automóviles, barcos e incluso grandes estructuras como los puentes. La corrosión ocurre cuando los átomos de los metales se unen con los del oxígeno formando el conocido óxido que daña casi todas las estructuras metálicas expuestas a la intemperie (Oxígeno). Para evitar que esto suceda, habitualmente se recurre a pinturas aislantes o al recubrimiento con cinc, que retarda el proceso. Pese a que este último material es bastante efectivo al proteger las superficies metálicas, posee un límite de resistencia. Este problema sería solucionado gracias a un nuevo polímero llamado polyanilina, que en vez de crear una barrera física actúa como un catalizador, mezclándose con el metal e interviniendo directamente en la oxidación. En las pruebas realizadas en laboratorio, la polyanilina superó en cerca de diez mil veces la capacidad de protección del zinc, creando un metal que podría durar prácticamente para siempre. Otras ventajas del polímero es que está siendo usado en países como Japón y Francia, es más barato y al no ser un metal pesado como el cinc tiene menos impacto en la salud de las personas.

Referencias

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La criptobiosis en el phylum Tardigrada.

Muchos organismos tienen una variedad de estrategias que les permiten tolerar ambientes extremos y sobrevivir a condiciones extremas como por ejemplo la desecación. Estas estrategias varían en diversos grados desde adaptaciones fisiológicas como el uso del agua en el metabolismo, adaptaciones de comportamiento tales como moverse del sol a la sombra durante la hora más caliente del día.

La anabiosis es el fenómeno en el cual un organismo disminuye su metabolismo para poder sobrevivir a condiciones ambientales principalmente la temperatura a la que se ve sometido. Muchos seres vivos presentan esta capacidad pero, cuando se habla de un clima extremo, se hace referencia a temperaturas que oscilan desde los -272 °C hasta 149 °C. En esas temperaturas ya no se puede hacer mención de anabiosis, sino del fenómeno llamado criptobiosis (estado extremo de la anabiosis).

De acuerdo con Keilin la criptobiosis se puede definir como “estado de un organismo en el cual no muestra señales visibles de vida y cuando su actividad metabólica es difícil de medir o entra en un estado latente”. La criptobiosis es conocida en múltiples organismos como: Virus, Bacterias, Hongos, incluso algunos animales como gusanos, los huevos de algunos crustáceos, nemátodos, un único insecto: Polypedilum vanderplanki ( Chironomidae; Diptera ) y los Tardígrados.

Los tardígrados son aproximadamente unas 600 especies y son organismos semi-microscópicos, que oscilan aproximadamente entre los 0,1 y 1,7 mm, con una apariencia similar a la de un artrópodo. Son acuáticos y se les puede encontrar en ambientes de agua dulce, salobres y marinos. Se han reportado especies comensales en Isópodos. También se pueden encontrar en hábitats semiacuáticos como algunos charcos estacionales, o las películas de agua de los líquenes o algunos musgos. El cuerpo está segmentado en placas y poseen una cutícula no calcificada a base de lípidos, proteínas y quitina, la cual mudan al crecer. Presentan cuatro pares de patas y cada una de ellas termina con un set de garras, que oscila entre 3 y 6, también presentan un aparato buco-faríngeo que permite la identificación. Tienen además un sistema nervioso metamérico con 2 cuerdas nerviosas ventrales, el sistema excretor es por medio de glándulas de Malpigio, sus sistemas muscular digestivo y reproductivo se encuentran bien desarrollados, pero carecen de un sistema circulatorio o respiratorio (La circulación se da por medio de cavidades pseudocelomadas llenas de mesodermo o por el hemocele. La respiración se da por medio de la cutícula). Son carnívoros, herbívoros, fungívoros lo que les facilita su dispersión

Criptobiosis.

La forma en que los tardígrados se han adaptado a los cambios drásticos del ambiente, es por medio de la suspensión o reducción de su metabolismo y así se aíslan a esos cambios. Este estado es considerado un estado de casi muerte. En otros organismos la cesación del metabolismo equivale a la muerte, mientras que en un tardígrado, es meramente un estado de latencia. El metabolismo puede reducirse por debajo de un 0,01% de lo normal, o ser completamente imperceptible, el agua por otro lado puede reducirse hasta menos de un 1% del volumen corporal. Los Tardígrados han sido revividos de este estado criptobiótico después de 100 años y han mostrado señas fuertes de vida, sin embargo, experimentos realizados en laboratorios solo han podido confirmar el estado de criptobiosis en condiciones naturales para un tardígrado, que es de aproximadamente 12 años (aunque teóricamente se tiene la sospecha de que en congelación podrian vivr para siempre). La criptobiosis en los tardigrados se puede dividir en 4 diferentes “subestados”

· Anhidrobiosis.

El tipo más estudiado de criptobiosis es la anhidrobiosis, una forma que inicia con la desecación del animal. Los tardígrados, viviendo en un hábitat semiacuático, como líquenes y musgos, tienen la necesidad de soportar periodos largos de “sequía” y para eso, realizan anhidrobiosis, que conlleva a una casi completa pérdida del agua en el cuerpo. La formación del “Tun”, un tipo de capa o cutícula, dura, protectora, es una parte esencial del proceso, debido a que protege al tardígrado de todo tipo de temperaturas, y exposiciones de radiación, ácidos y más. Estos “Tuns” pueden ser creados repetitivamente durante el ciclo de vida, incluso en los adultos de un tardígrado y son el resultado de la invaginación de los lóbulos (patas inarticuladas), el cuerpo que se contrae, se enrolla longitudinalmente y la cutícula se envuelve hacia adentro del cuerpo. Un tipo de cera cubre la superficie del cuerpo y evita la transpiración (pérdida de agua por evaporación). La formación del “Tun” es un proceso activo que requiere de un metabolismo, con una humedad relativa que oscila entre los 70 y 95%, y la síntesis de Trehalosa. Cuando se termina su formación, empieza la desecación, que puede producirse en un 0% de humedad relativa. Al finalizar la desecación, el animal ha entrado en estado criptobiótico y pueden pasar muchos años hasta que este organismo vuelva a su forma original, se ha comprobado que pueden estar en este estado durante 120 años. La resucitación, se produce un par de horas después de que las condiciones del ambientes vuelvan a estar estables

· Cryobiosis.

La Cryobiosis es un fenómeno que inicia con la reducción en la temperatura e involucra el congelamiento del agua dentro de las células. Estudios realizados por Somme en 1995 y 1996 han ayudado a obtener un mayor entendimiento sobre el mecanismo que usan los tardígrados para sobrevivir en extremas temperaturas. Wright (1992) declaró que los organismos que viven en regiones polares, debían ser capaces de resistir largos periodos de congelamiento, sin congelarse ellos mismos, sin embargo la existencia de algunos animales que viven en ese tipo de ambientes y que son capaces de permanecer en un estado de congelamiento, es todavía un tema no muy discutido ni estudiado. La cryobiosis permite a los tardígrados tolerar caídas de temperatura que causan rápidos congelamientos, como en el ártico o en el antártico, y evitar que se mueran durante el proceso de congelamiento del ambiente. Recientes trabajos en dos especies, Adorybiotus coronifer y Amphibolus nebulosus encontrados en el ártico, demuestran la habilidad de sobrevivir en un ambiente extremo.

· Osmobiosis.

La Osmobiosis es un fenómeno criptobiótico iniciado por un aumento en la concentración salina del medio. La osmobiosis ha sido poco estudiada, y sólo hay registro de unos pocos trabajos sobre este tema. Algunos tardígrados tienen la capacidad de soportar altas cantidades de sal, por lo que no necesariamente entran en estado de osmobiosis, pero si se exponen en un tiempo prolongado, puede haber la posibilidad de que lo hagan. La especie Echiniscoides sigismundi, se han encontrado en las rocas de las orillas del mar, estos pueden soportar ciclos de agua y severas desecaciones, combinado con fluctuaciones en la osmolalidad durante evaporacion y la lluvia.

· Anoxybiosis.

Una reducción de oxígeno, inicia un estado de suspensión en los tardígrados, esto no quiere decir que sea un estado de criptobiosis en el sentido estricto, pero si existe una disminución en el metabolismo. Los animales en este estado, a diferencia del resto de los estados criptobióticos, mantienen el cuerpo estirado, en un estado de turgencia. Los tardígrados son muy susceptibles a los cambios en la concentración de oxígeno y presión, la prolongación de la falta de aire lleva a problemas de osmoregulación, lo que les puede causar la muerte. A diferencia de otros tipos de criptobiosis, la anoxybiosis involucra el consumo de agua, mayor de lo normal, para que el tardígrado se ponga turgido y por ende entre en el estado de anoxybiosis. El promedio de sobrevivencia de un tardigrado en estado de anoxybiosis era cuestionable, debido a los estudios realizados por Crowe (1975), en los cuales muestra que un tardigrado en anoxybiosis y en condiciones de laboratorio, sólo sobrevivió, entre 3 y 4 días. Por otro lado, el experimento de Kristensen and Hallas (1980) reporta que sus tardígrados sobrevivieron hasta 6 meses, en embases sellados.

Habilidades para resistir Extremos ambientales.

Cuando un Tardigrado se encuentra en un estado criptobiótico, este puede resistir extremos en el ambiente que son letales para muchos otros organismos. Esto se debe a que los “tuns” que produce el cuerpo, son muy duros y resistentes a cualquier agente externo. En 1842, el naturalista francés Doyere, descubrió que los tardígrados soportaban ser calentados por un periodo corto, hasta los 125 °C. En 1929, Rham incrementó la temperatura a 150 °C. Los adultos tienen la capacidad de soportar temperaturas que bajan hasta los - 272.8 °C, en donde no hay ninguna vibración molecular y por ende ningún metabolismo puede existir. Otros agentes a los que son muy resistentes son a los rayos-X, pueden soportar hasta 570, 000 roetgens (mientras que el humano muere a los 500). También a los vacíos, como el espacio, a algunos químicos tóxicos, alcohol hirviendo y una presión 6 veces más grande que la de la base del océano más profundo.

¿Cómo lo hacen ?

Esta es una pregunta que todavía todos los científicos están tratando de resolver. El conocimiento sobre este fenómeno y sus derivados, es todavía algo inexplicable, se conoce apenas un pequeño fragmento de todo un rompecabezas. Mientras la ciencia obtiene un mejor entendimiento sobre los procesos biológicos, es muy seguro que los seres humanos van a tener problemas de entendimiento o de creencia. Esto tal vez es ejemplificado por medio de la criptobiosis. El tema central es la definición de muerte y si los tardígrados pueden o no estar muertos y regresar a la vida. La respuesta es no, debido a que aunque el metabolismo se “detenga”, la estructura principal se mantiene activa y con potencialidad de reactivar el metabolismo. Sin embargo, la cesación del metabolismo para cualquier otro organismo, es considerado como muerte, y esta por ende como un estado irreversible, entonces se podría sugerir que la vida se puede definir como la continuación de la integridad estructural con potencialidad de actividad metabólica y la muerte, como la destrucción de la integridad estructural. La criptobiosis en una adaptación que se pudo haber desarrollado en los principios de la evolución de la vida. La preservación de esperma, semillas, sangre y comida, es una nueva disciplina que conlleva a una nueva área de la Biología: La criptobiología.

El conocimiento total de la criptobiosis, en un futuro va a abrir las puertas de nuevas posibilidades, es un hecho que ya en este momento se están realizando pruebas sobre lo que podría producir la criptobiosis en otros organismos. Algunos científicos japoneses están investigando la Trehalosa, y ya han realizado un experimento con los corazones de algunas ratas, en las cuales los han sometido a temperaturas extremas en un congelador durante 10 días, después de este periodo, pudieron lograr que volvieran a latir. También la NASA está haciendo investigaciones para averiguar si los seres humanos podrían entrar en el estado de criptobiosis para poder llegar a una estrella u otro planeta (que en condiciones actuales, sería un viaje de 100 años, donde no podríamos sobrevivir). En conclusión, los tardigrados, son excelentes organismos de investigación, dentro de ellos está una fuente de información y de capacidades fuera del alcance de todo otro organismo, por lo que hace que su entendimiento sea algo primordial para futuras investigaciones de los humanos.

Referencias

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Síndrome del Cromosoma X Frágil: primera causa de retraso mental hereditario.

El síndrome del Cromosoma X frágil, también conocido como Síndrome de Martin y Bell, Síndrome de Lubs, o Síndrome FRAXA, es la forma heredada más frecuente de retardo mental en humanos. Tiene una frecuencia poblacional de 0.25%, mayor en los varones y algo menor en las mujeres, en quienes la intensidad de las manifestaciones también es menor. Como su denominación lo indica, se lo halló vinculado a una alteración particular en el cromosoma X que sugiere una fragilidad o susceptibilidad a rupturas. Martin y Bell descubrieron en 1943 un cuadro de retardo mental familiar en varones, conectados en las genealogías con mujeres habitualmente no afectadas, y otros autores descubrieron un cuadro similar, añadiendo la observación de macrooquidismo en los varones. Previamente, en el año 1969, Lubs publicó la observación, en una familia con un Síndrome de retardo mental familiar, de un cromosoma X marcador en los varones retardados. Se trataba de una constricción o perdida de coloración en la porción casi terminal del brazo largo ( brazo q ) del cromosoma X, por lo cual lo denominó “fragilidad del X”. Sutherland reestudio a una familia vista por el previamente, y comprobó que la ruptura del X había desaparecido. Al no encontrar una explicación, probó con diversas condiciones de cultivo, hasta que descubrió que el factor determinante era fragilidad era la ausencia o la baja concentración del ácido fólico en el medio de cultivo que se usaba y se elevo a partir de entonces para obtener mejores resultados. La publicación de Sutherland dio origen a una profusión de investigaciones que a partir de entonces se desarrollaron en todo el mundo, y no dan muestras de disminuir hasta hoy. El origen genético del X frágil no va a ser descubierto hasta el año 1969, cuando se va a encontrar que individuos que mostraban ciertas características mentales y físicas tienen en su cromosoma X un trozo parcialmente roto. En 1991 los científicos descubrieron el gene (llamado FMR1) que causa el X frágil abriendo las puertas al campo de la investigación médica y psicopedagógica.

Las aportaciones más importantes han sido la mejora en el diagnóstico prenatal y la identificación de portadores y afectados mediante un análisis de sangre efectuado por un equipo especializado. En la última década, el síndrome de X frágil ha surgido como una de las causas de discapacidad hereditaria. Es responsable de aproximadamente el 30% de todas las formas de deterioro cognoscitivo, y se cree que 1/259 mujeres lleva el gene en esas condiciones. Aunque normalmente afecta más severamente a los varones, puede encontrarse mujeres con una variedad de problemas en el desarrollo y discapacidades en el aprendizaje, incluido retraso mental severo, también se manifiestan problemas de atención, hiperactividad y conductas autistas. El síndrome de X frágil es identificado por pruebas sanguíneas de ADN que es un método muy exacto y puede identificar los afectados y los portadores no afectados, puede usarse para el diagnóstico prenatal. No hay ninguna cura en la actualidad para el síndrome X frágil, pero hay tratamientos e intervenciones que han demostrado ser muy beneficiosos.

Hasta 1977 no se descubrió una prueba citogenética capaz de detectar un punto frágil, una constricción distal en el brazo largo del cromosoma X de éstos individuos. A finales de 1991 se identifico y caracterizó con técnicas de biología molecular al gene responsable del Síndrome , y se le denominó FMR1"fragile mental retardation –1".

Las causas por las que el SXF es desconocido hasta ahora son: la gran variabilidad clínica, el carecer de métodos de estudio genéticos adecuados y que el Síndrome presenta escasa sintomatología específica salvo el retraso mental y no en todos los casos.

La aplicación de éstas técnicas permitió que se diagnosticaran con el SXF a personas con retraso mental de origen desconocido hasta ese momento. Aunque se puede estimar que sobre el 95 % de las personas con el Síndrome todavía no han sido diagnosticadas.

Antecedentes Históricos:

1943. Descripción clínica del síndrome por Martin y Bell.

1969. Descubrimiento del marcador citogenético del síndrome como una fragilidad en la región q27.3 del cromosoma X por Lubs.

1991. Descubrimiento de la mutación en el gen Fmr-1 causante de la enfermedad, primer ejemplo de un nuevo tipo de mutación genética, el ADN inestable o mutación dinámica.

1994. Creación del modelo animal de la enfermedad, en el ratón nulo del gene Fmr-1.(5)

Genética del Síndrome del Cromosoma X Frágil.

El Síndrome X Frágil se produce por la mutación que se encuentra localizada en el extremo inferior del brazo largo del cromosoma X, en la banda Xq27.3 y ocupa unas 38Kb. El gene contiene en la población normal 29 ó 30 repeticiones de la tripleta de nucleótidos Citosina-Guanina-Guanina (CGG) y una isla denominada CpG no metilada. Existe un polimorfismo en la población caucasiana del número de repeticiones de CGG, distribuyéndose según una curva de Gauss con extremos entre 6 y 52 tripletes. Cuando se produce la mutación del gen FMR1 se produce un aumento del número de tripletes que lo conforma acompañado de una isla denominada CpG adyacente metilada. En un principio la zona de repeticiones de CGG puede expandirse al pasar de una generación a otra produciéndose una premutación con un número entre 50 y 200 tripletas, éstos son los denominados portadores del Síndrome, heredando la premutación en el caso de las mujeres tanto por vía paterna como materna, y en el caso de los varones exclusivamente por vía materna. Al pasar a la siguiente generación el gen puede sufrir una nueva expansión produciéndose una mutación completa, con un número de tripletes CGG entre 200 y mayor o igual a 600 y la isla CpG adyacente sufre una hipermetilación.

nótese el telómero del brazo q para el cromosoma X señalado

Amplificación de la tripleta y paso del estado de premutación a mutación

Los genes proporcionan el modelo o patrón para la producción de materiales necesarios para nuestro organismo. El gene que causa el SXF normalmente codifica una proteína denominada FMRP-1 "fragile mental retardation protein-1", que es importante para la maduración de las sinapsis y el desarrollo de las intercomunicaciones neuronales. Es además una proteína que a su vez promueve la síntesis de otras muchas proteínas que constituyen nuestro organismo. Así, cuando se genera la premutación o mutación genética y por tanto la inactivación del gen, no se produce o se produce escasa proteína, siendo ésta la etiopatogenia última del Síndrome.

Hasta el conocimiento de su base molecular en 1991, el Síndrome se diagnosticaba exclusivamente por métodos citogenéticos. En la actualidad el diagnóstico se realiza con técnicas más precisas de biología molecular. Sí el diagnóstico es postnatal esta técnica se aplica una muestra de ADN obtenida de la extracción de células sanguíneas (10 mL de sangre periférica), si el diagnóstico es prenatal, se aplica a una muestra de líquido amniótico o vellosidad coriónica que permite el análisis directo del gen FMR-1 y a la vez determinar si el paciente en estudio presenta o no la mutación completa o la premutación. Con la repercusión para la prevención tanto primaria como secundaria. De ahí la gran importancia de detectar en la población general a portadores y portadoras de la premutación, que serán futuros padres y madres de chicos o chicas con posibles deficiencias.

Fenotipo

Las características fenotípicas más comunes del síndrome de X frágil incluyen: cara alargada, orejas prominentes y testículos grandes o macroorquidismo, los cuales usualmente no son notables sino hasta la pubertad. Al menos 25-30% de los niños pequeños pueden no tener las características típicas faciales del síndrome de X frágil. Algunas veces estos niños son diagnosticados como afectados de otras enfermedades, tales como autismo, Síndrome de Soto , Síndrome de Tourette , Síndrome de Prader Willi o Secuencia de Pierre Robin . El fenotipo de los niños pequeños incluye usualmente hiperextensibilidad de los dedos, piel laxa, pie plano. Presentando usualmente retardo en el lenguaje o trastornos de hiperactividad con déficit de atención (ADHD). Todos los niños que presentan retardo mental o autismo de etilogía desconocida deberían ser examinados para el síndrome de X frágil . También deberían ser estudiados los individuos con significativas deficiencias de aprendizaje o ADHD con características físicas o conductuales del síndrome de X frágil.

Una gran familia. Monserrate y Jorge Antonio, con Lucía y María en brazos. En medio, Jorge, afectado con el síndrome del cromosoma X frágil, quien eligió los nombres de las pequeñas.

El fenotipo conductual del síndrome de X frágil incluye pobre contacto visual, rechazo al tacto, aleteo, mordisqueo de manos, y timidez o ansiedad social. Aproximadamente el 15 al 30% de los niños con X frágil tienen autismo y aproximadamente el 6% de los varones autistas tienen el síndrome de X frágil. Las niñas con frágil usualmente presentan timidez, ansiedad social , problemas en matemáticas en la escuela , y problemas de atención.

Las rabietas son comunes en la niñez temprana. Los comportamientos de agresión o explosiones pueden ser un problema en la adolescencia para aproximadamente un 30%. Los cambios neuroanatómicos en el cerebro de individuos con el síndrome de X frágil incluyen un agrandamiento del núcleo caudado, del hipocampo, y ventrículos laterales. El vermis cerebeloso es más pequeño que lo normal. El tamaño del cerebelo correlaciona con el nivel cognitivo , incluyendo la función ejecutiva. Ciertos diagnósticos psiquiátricos , incluyendo el Síndrome de Asperger, trastornos evitativos de la niñez, trastorno esquizoide de la personalidad y mutismo selectivo también deben ser considerados para pruebas de ADN.

Patrón de herencia

La enfermedad presenta un patrón de herencia de tipo dominante ligado al cromosoma X. Presenta además una penetrancia incompleta (80% para varones y 30% para mujeres). Los varones afectados presentan la “mutación completa”, mientras que las madres portadoras tienen una “premutación”, que al pasar a su hijo puede “expandirse a mutación completa. En las familias afectadas existen lo que se denomina “varones transmisores normales”, que suelen ser los abuelos maternos de los niños afectados. Estos varones transmisores son individuos aparentemente normales, sin rasgos físicos de síndrome de x frágil ni déficit intelectuales y en su estudio genético se observa que tienen una “premutación”, que es similar a la de sus hijas porque no suele expandirse cuando la transmiten. Todos estos aspectos hacen necesario un adecuado asesoramiento genético a las familias de riesgo tanto postnatal como prenatal.

Características psicopedagógicas y Orientaciones terapéuticas.

Las habilidades de pensamiento y resolución de problemas en los niños con el SXF muestran un perfil de capacidades irregular, que puede desconcertar a padres y educadores. Tienen muy desarrollada la memoria a largo plazo, sobre todo la memoria visual, también son extremadamente sensibles al tacto y tienen gran capacidad para imitar.

El abordaje terapéutico del SXF debe ser multiprofesional y a ser posible coordinado. El tratamiento de las personas con SXF no es exclusivamente farmacológico, éste debería ser un apoyo a las terapias psicológicas y psicopedagógicas. Según el grado de afectación es imprescindible una terapia precoz en el área del lenguaje y de la comunicación. Las técnicas de integración sensorial y de modificación de conducta han demostrado ser eficaces para una mejor resocialización y adaptación de estas personas a su medio. Ya en la vida adulta presentan necesidades más ligadas a la terapia ocupacional y asistencia sociolaboral.

Tratamiento:

El tratamiento de niños con SFX involucra a múltiples profesionales, incluyendo maestras de educación especial, terapeutas del habla y lenguaje ,terapeutas ocupacionales, psicólogos, consejeros genéticos y médicos. El asesoramiento genético es esencial para todas las familias. El espectro de compromiso, así como quién requeriría el test de ADN debería ser analizado en detalle con la familia. Todos los niños afectados por el SXF requieren terapia del habla y lenguaje, terapia ocupacional pudiendo brindarse éstas a través de la escuela. Los varones en particular tienen problemas significativos de integración sensorial. Técnicas de calma, junto con terapias de coordinación motora fina y gruesa, deben ser llevadas a cabo por el terapeuta ocupacional. Para problemas de comportamiento severo, es esencial el trabajo con un psicólogo quien puede enseñar a la familia técnicas de reforzamiento y estructura del comportamiento positivo.

El uso de medicación psicotrópica puede ser extremadamente útil para muchos niños con SXF. En la niñez temprana el foco es mejorar la atención y concentración, la disminución de las rabietas y la agresión (si está presente). Para el niño preescolar hay a menudo un efecto adverso de la medicación estimulante, como por ejemplo un incremento de la irritabilidad con el metilfenidato. Por lo tanto, la clonidina, que tiene un efecto calmante general, puede ser bastante útil para la disminución de la hiperactividad y la agresión. Es útil en cerca del 70% de los casos pero es recomendable un cuidadoso seguimiento con ECG. En niños en edad escolar, de 5 años y mayores, los estimulantes son útiles en aproximadamente el 60% incluyendo el uso de metilfenidato, dextroamfetamina, o Adderall. Puede ser útil probar con anticonvulsivantes incluyendo carbamazepina o ácido valproico cuanto exista significativa inestabilidad emocional o agresión que no mejora con estimulantes o clonidina. Cuando en el síndrome de Frágil X están presentes ansiedad, desasosiego o agresión puede ser útil el uso de inhibidores de la recaptación de serotonina, tales como fluoxetina, sertralina, fluvoxamina o citalopram. Antipsicoticos atípicos tales como risperidona o olanzapina pueden ser útiles para la agresión o inestabilidad del humor. Nuevos anticonvulsivos, tales como gabapentin, pueden también ser útiles en la estabilización del humor. Los niños con SXF requieren seguimiento cuidadoso, no solo para ajustar su medicación, sino para supervisar un programa de tratamiento integral el cual incluye terapias y ayuda de educación especial.

Referencias

Síndrome X Frágil. 2005. Asociación Síndrome X Frágil de Argentina. (en línea). Consulta: Marzo 2005. Disponible en: http:www.usuarios.advance.com.ar/omowen/QUEES.htm

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Rodríguez H, Lantigua A. Síndrome fragil X. Reporte de 14 pacientes. Rev Cubana Pediatr 1989;61:21-35.

Gil, R. 2003. Así libraron a sus hijos de la terrible herencia de la enfermedad. En línea. consulta: Octubre 2007. disponible en:
http://www.elmundo.es/magazine/2003/219/1070633923.html