La curiosidad nunca mató al científico

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Los biomarcadores como base en el diagnóstico de enfermedades

EstetoscopioLas enfermedades son procesos que nos han acompañado en el pasado y que parece que siempre nos acompañarán, aunque su variedades cambien en el tiempo con el desarrollo humano. No suele gustarnos ir al hospital, pero es algo que solemos hacer bastantes veces a lo largo de la vida. Nuestra salud ha mejorado mucho y tras los avances científicos de los últimos años cada vez es posible diagnosticar un mayor número de enfermedades y de manera más simple y efectiva. Para algunas enfermedades este diagnóstico puede llevarse a cabo solamente con la constatación de los síntomas del paciente, pero para otras es necesario pruebas más complejas. Por otro lado, existen enfermedades diferentes que poseen unos síntomas muy similares y deben ser diagnosticadas de manera inequívoca. Para estos casos, los análisis químicos son la solución más adecuada para la valoración de la enfermedad.

Los últimos avances también permiten la detección muy precoz de ciertas enfermedades, incluso antes de que se produzcan los síntomas, o la predisposición de llegar a desarrollar la enfermedad. De esta manera se puede actuar a priori para evitar esa enfermedad. Todo lo anterior es posible gracias a los biomarcadores.

La teoría dice que un biomarcador es una característica o cambio fisiológico, bioquímico o morfológico medible y evaluable a nivel molecular, bioquímico o celular que actúa como indicador de un proceso biológico normal o patológico, o como respuesta a una intervención terapéutica.

Existen diferentes clasificaciones de los biomarcadores, una de estas clasificaciones puede llevarse a cabo según la información que proporcionan:

  • De riesgo: informan sobre la predisposición de padecer una patología. Estos biomarcadores son importantes para la identificación de los individuos de una población que pueden ser sensibles a cierta dolencia. Un biomarcador de riesgo de enfermedades cardiovasculares es la medida de los niveles de colesterol.
  • Diagnósticos: dan información sobre si un paciente padece una enfermedad o si ha estado expuesto a algún tóxico o patógeno. Por ejemplo, el anticuerpo antitransglutaminasa tisular es un biomarcador diagnóstico de la enfermedad celíaca.
  • Pronósticos: informan sobre la progresión de la enfermedad, es decir, si la enfermedad mejora o empeora tras el tratamiento correspondiente. El receptor de membrana EphB4 es un biomarcador pronóstico del cáncer de colon.

Otra posible clasificación de los biomacadores es según su naturaleza:

  • Óhmicos: provienen del estudio de los genes (genómica), de las proteínas (proteoma) y de los metabolitos (metaboloma).
  • Epigenéticos: provienen de los cambios epigenéticos que se producen en el ADN y que tienen relación con alguna patología.
  • Moléculas de microRNA: las moléculas de microRNA se expresan en cantidades diferentes ya sea en células normales o cancerosas.

El biomarcador ideal deber proporcionar información diagnóstica, pronóstica y terapéutica adicional a la que se obtiene a partir de los datos clínicos del paciente, y además debe poseer, al menos, estas características química-analíticas:

  • Alta especificidad: la medida de ese biomarcador debe ser específica a una enfermedad.
  • Facilidad de muestreo: se debe evitar, en lo posible, la recogida de muestras invasivas. Por ejemplo, saliva mejor que orina y ésta mejor que sangre, ya que es menos molesto para el paciente.
  • Representatividad: los niveles del biomarcador en la muestra recogida deben ser niveles representativos del biomarcador en el organismo.
  • Se debe conocer la cinética de formación como su estabilidad.

Características ideales de un biomarcador

Lo más frecuente y sencillo en el diagnóstico de enfermedades es que el biomarcador sea un cambio medible en la concentración de una sustancia química o la simple presencia o ausencia de esa sustancia. Comúnmente se le llama biomarcador a esa sustancia química. Aunque existen biomarcadores más complejos, como por ejemplo patrones moleculares de diferente índole, en este caso el estudio del proteoma será muy importante.

Para la adecuada selección de un biomarcador, primero se debe realizar un estudio profundo de las patologías para ver que parámetros se ven alterados a causa de ellas, de manera que se identifican esos biomarcadores. A continuación, se deben seleccionar los más adecuados que proporcionen la mayor información posible, y se procede a validar esos biomarcadores. En general, la validación consiste en relacionar el biomarcador con el estado de salud del paciente y que el biomarcador pase las pruebas correspondientes de calidad, de manera que debe poseer unas características que se acerquen a las ideales antes mencionadas, que lo hagan viable para su análisis.

Existe una continua búsqueda de nuevos biomarcadores que den información más completa sobre la enfermedad que los que ya hay conocidos, o que puedan ser detectados más fácilmente. Algunas de las enfermedades con más incidencia en la actualidad, y en las que la búsqueda de buenos biomarcadores tiene una gran interés son el cáncer, las enfermedades neurodegenerativas y las cardiovasculares.

Mycobacterium Pneumoniae

Colesterol HDL y LDL

La multidisciplinariedad es realmente importante en todo el proceso del diagnóstico de una enfermedad, desde que se conoce la enfermedad, se describen biomarcadores para esa enfermedad, se deciden los más adecuados para el diágnostico y se desarrolla el método analítico adecuado para llevar a cabo su detección. En todo este proceso, hay gran cantidad de profesionales de diferentes ámbitos como la biología, la química, la medicina o incluso de otros campos, como la física o la bioinformática.

La rapidez es un factor clave en el diagnóstico de enfermedades, ya que cuanto antes se detecte antes se pueden tomar medidas correctivas para su tratamiento, por tanto, los métodos de screening para la detección de enfermedades son muy importantes y deben ser un campo de trabajo en el que hay que apostar muy fuerte en los próximos años.

Las mejoras que hay en el presente en este ámbito se deben, principalmente, a la búsqueda de nuevos biomarcadores que puedan dar un diagnóstico lo más precoz posible (incluso mucho antes de tener la enfermedad) y con la mayor información que se pueda obtener sobre esa patología, por ejemplo su evolución tras el tratamiento. Gracias, a que cada vez se conocen más datos sobre las enfermedades, y al perfeccionamiento de las técnicas analíticas empleadas para su detección, se están pudiendo utilizar mejores biomarcadores.

Los biomarcadores son unas de las sustancias químicas más importantes en la actualidad ya que la salud es y siempre será un tema trascendental en la sociedad. Detrás de la detección de una enfermedad en los hospitales ha habido muchísimo trabajo multidisciplinar durante años por parte de científicos, trabajo que seguramente, en su gran mayoría, ha sido pagado con dinero público. La salud es un tema con el que no se puede jugar, pero si recortamos salvajemente el dinero invertido en I+D como está sucediendo en España, probablemente los avances en temas de salud que estamos consiguiendo en los últimos años se vean reducidos en los próximos.

Referencias

Biomarcadores: analítica, diagnóstico y terapéutica, Monografía XXX de la Real Academia Nacional de Farmacia, Fidel Ortega-Ortiz Apodaca (Ed.), 2010.

Esta entrada participa en el XII Carnaval de Biología que este mes organiza Raúl de la Puente en Blog de Laboratorio y en el XIV Carnaval de Química que organiza Bernardo Herradón en Educación Química.

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¿Cómo funciona la píldora del día después?

Desde 2009 es posible la compra sin prescripción médica de la píldora del día después en algunas farmacias de España.

La Ministra de Sanidad, Ana Mato, ha dicho que se está estudiando el caso para volver a estar solamente disponibles con prescripción médica. Se ha apresurado a decir que no es por motivos ideológicos o religiosos sino que es un tema de salud pública. Yo creo que lo hacen solamente por motivos ideológicos o religiosos, ya que es un fármaco con efectos secundarios poco adversos y que está disponible sin receta en varios países del mundo.

Un servidor piensa que no se debe legislar un país guiándose por este tipo de motivos. Si la ley permite el acceso libre a la píldora del día después, existirán dos opciones, poder tomarla o no tomarla. Si por tus convicciones decides no tomar este tipo de fármacos, adelante, pero permite que otras mujeres puedan decidir por sí mismas. Pero, como blog de ciencia que es “Curiosidades de un químico soñador”, vamos a explicar cómo funciona la píldora del día después, y no quedarnos en críticas políticas 😉

Postinor (levonorgestrel), píldora del día después

La polémica píldora del día después es un método anticonceptivo de emergencia. Como cualquier otro anticonceptivo su objetivo es evitar un embarazo antes de que se produzca. Se suele utilizar tras una relación sexual en la que haya fallado el método anticonceptivo principal o no se haya utilizado ninguno.

La píldora del día después pierde efectividad con el paso del tiempo, así en 24 horas la efectividad es superior al 90 %, mientras que a las 72 horas puede tener una eficacia del 85 %. Nunca la eficacia es del 100 %, se puede producir un embarazo de todas formas, siendo menos eficaz que otros métodos anticonceptivos existentes. A las 72 horas, más o menos, se produce el embarazo, y a partir de ese momento, la píldora del día después no tiene ningún efecto, ya que no provoca el aborto.

Hay tres tipos de píldoras anticonceptivas de emergencia:

  • las que contienen progestina y estrógeno
  • las que sólo contienen progestina
  • las que contienen antiprogestina

Los principios químicos de estos fármacos pueden ser: Levonorgestrel, Acetato de Ulipristal (píldora de los cinco días), Mifepristona, Meloxicam. Las píldoras que contienen sólo progestina son las más utilizadas en la actualidad ya que poseen menos efectos secundarios.

En España, las píldoras del día después están basadas en el Levonorgestrel, una progestina (hormona) sintética. La dosis que se emplea de Levonorgestrel para su uso como anticonceptivo de emergencia es de 1.5 mg. En dosis más bajas puede usarse como píldoras anticonceptivas normales.

Estructura 3D Levonorgestrel

Para detallar más fácilmente como funcionan estos fármacos, primero se debe explicar como se produce un embarazo. El proceso es básicamente el siguiente: cuando el óvulo se encuentra en las últimas etapas antes de producirse la ovulación está rodeado por un tejido formando el folículo de Graaf. Al liberarse desde este folículo se desplaza hacia la trompa de Falopio donde se encontrará con los espermatozoides para ser fecundado. Tras la fecundación el cigoto se desplaza hacia el endometrio donde se implanta en la pared del útero. Así es como (casi) todos hemos empezado.

Existen varios mecanismos con distinto fundamento para evitar el embarazo que pueden ser producidos por el Levonorgestrel:

  • Evita la ovulación

El óvulo esta recubierto por el folículo de Graaf, el cual al romperse permite su liberación. La rotura se produce tras una señal química que proviene de la concentración de una hormona llamada Lutropina. El Levonorgestrel controla la concentración de esta hormona de manera que evita el envío de la señal para romper el folículo, y por tanto se evita la ovulación y la fecundación al no producirse la liberación del óvulo. Numerosos estudios realizados determinan este mecanismo como el principal producido por el Levonorgestrel, como por ejemplo el desarrollado por Durand et al.

  • Evita la fecundación

El Levonorgestrel puede producir un aumento del pH del fluido uterino y de la viscosidad del moco cervical, lo cual inmoviliza a los espermatozoides, y por esa razón, no son capaces de llegar hasta el óvulo para su fecundación. Existen estudios (do Nascimiento et al.) que aseguran que la cantidad de Levonorgestrel usada en anticonceptivos de emergencia no es suficiente para provocar este cambio en el moco cervical y por consiguiente, evitar el embarazo.

  • Evita la implantación del embrión

Si se ha producido la fecundación y el cigoto no se ha depositado sobre el endometrio: el fármaco impide que el óvulo se fije a la pared del útero tras estrechar el endometrio. Mientras que la mayoría de los estudios no consideran que este proceso sea producido por el levonorgestrel (Durand et al.) hay otros en los que se ha encontrado que este proceso pueda ocurrir (también de Durand et al.).

Por tanto, sólo el primer mecanismo está totalmente comprobado al utilizar Levonorgestrel como anticonceptivo de emergencia. Los otros dos mecanismos podrían o no ocurrir, pero de cualquier manera la píldora del día después posee una alta eficacia para evitar el embarazo.

Con la cantidad de información existente sobre sexo que hay en la actualidad estos métodos anticonceptivos deberían ser de las últimas soluciones para evitar un embarazo y no ser usados como métodos primarios de anticoncepción. Pero, de todas formas, estas píldoras deberían estar accesibles sin ninguna barrera para las mujeres que decidan usarlas si lo creen conveniente.

Referencias

ResearchBlogging.org
Durand M, del Carmen Cravioto M, Raymond EG, Durán-Sánchez O, De la Luz Cruz-Hinojosa M, Castell-Rodríguez A, Schiavon R, & Larrea F (2001). On the mechanisms of action of short-term levonorgestrel administration in emergency contraception. Contraception, 64 (4), 227-34 PMID: 11747872

ResearchBlogging.orgdo Nascimento JA, Seppala M, Perdigão A, Espejo-Arce X, Munuce MJ, Hautala L, Koistinen R, Andrade L, & Bahamondes L (2007). In vivo assessment of the human sperm acrosome reaction and the expression of glycodelin-A in human endometrium after levonorgestrel-emergency contraceptive pill administration. Human reproduction (Oxford, England), 22 (8), 2190-5 PMID: 17537781

ResearchBlogging.org
Durand, M., Seppala, M., Cravioto, M., Koistinen, H., Koistinen, R., González-Macedo, J., & Larrea, F. (2005). Late follicular phase administration of levonorgestrel as an emergency contraceptive changes the secretory pattern of glycodelin in serum and endometrium during the luteal phase of the menstrual cycle Contraception, 71 (6), 451-457 DOI: 10.1016/j.contraception.2005.01.003

Este es mi segundo post para la X Edición del Carnaval de Biología que este mes organiza el blog Scientia.