Medicina Molecular

La Medicina Molecular, tiene una estrecha relación con disciplinas como la biología molecular, la biotecnología, la genómica y proteómica que investigan el funcionamiento de los genes y las proteínas.

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Principios de la Medicina Molecular

Medicina personalizada basada en tus genes y moléculas

La Medicina Molecular estudia el funcionamiento de genes y proteínas para entender cómo se originan las enfermedades a nivel celular. Gracias a su integración con la Medicina Nuclear, abre la puerta a diagnósticos más precisos, tratamientos personalizados y nuevas estrategias de prevención basadas en la genética de cada individuo.

Conocimientos

de Medicina Molecular

Descripción

Un ser vivo es un conjunto de átomos y moléculas que forman una estructura material muy organizada y compleja. La materia que compone a un ser vivo esta formada por bioelementos que se unen para formar biomoléculas, las cuales forman células y estas a su vez tejidos y órganos que todos juntos forman nuestro organismo: el individuo.

Bioelementos (átomos)

¿Se acuerdan de la tabla periódica? pues bien de estos elementos químicos hay unos pocos que son BIOelementos o sea forman parte de la materia viva, y estos son: carbono, el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno, el fósforo y el azufre (C, H, O, N, P, S, respectivamente).

Biomoléculas

Se forman a partir de la unión de los bioelementos y pueden ser:

  • Orgánicas: sintetizadas por los seres vivos: glúcidos, lipidos, proteínas y ácidos nucleicos.
  • Inorgánicas: La inorgánicas no las podemos formar nosotros mismos pero son indispensables para la vida y son: Agua, gases como el oxigeno y algunas sales minerales.

Las orgánicas

  • Los glúcidos son fuente de energía
  • Los lipidos forman las membranas celulares y tambíen se utilizan como fuente de energía
  • Las proteínas son sintetizadas de la información genética y de ellas dependen prácticamente todos los procesos biológicos, para que se hagan una idea son proteínas: las hormonas, la hemoglobina, los anticuerpos, las enzimas, los receptores celulares.
  • Los ácidos nucleicos forman el ADN y ARN dónde se encuentra toda la información genética e instrucciones para el desarrollo y funcionamiento celular.

Las inorgánicas

  • Curiosamente estamos formados mayoritariamente por Agua y oxigeno, dependiendo del tipo de organo la concentración de  agua varia entre un 80% en la sangre y un 21% en el hueso, pero está en todo los órganos  y es el medio sobre el que se realizan todas las reacciones metabólicas.
  • El oxigeno lo  podemos considerar el combustible que todas nuestras células consumen incansablemente para liberar de los azúcares la energía necesaria e indispensable para realizar sus actividades.

Cómo funcionamos

Tenemos una imagen macroscópica de todo lo que nos rodea, sean seres vivos y/o objetos inanimados, concebimos y comprendemos lo que vemos macroscópicamente, pero no nos paramos a pensar que hay por debajo. Centrándonos en la vida vamos a tratar de comprender que significa la medicina molecular.

Es imprescindible, sustraernos a un nivel NO visible, este es el que nos hace funcionar y el que se estropea cuando enfermamos. Se realizará una descripción simbólica, evitando términos científicos y lo más comprensible posible, para que pueda ser entendida. Vamos a buscar además, algún símbolo con el que identificar la célula para que sea más ameno.. Preparemosnos para bucear 3 niveles por debajo de lo visible: células, proteínas y genes.

NIVEL CELULAR

Lo que vemos y nos preocupa de nosotros mismos es si somos más o menos guapos, altos,gordos, delgados y/o los defectos que tenemos. Intentemos ahora vernos como un conjunto de 50 billones de células. La célula sabemos que es la mínima unidad funcional de un sistema biológico. Quiero que se imagine a estas células como pequeños gnomos, que viven independientemente (nacen, se nutren, crecen se diferencian se relacionan se reproducen y mueren) pero que no vivirían fuera, porque dependen del todo; del resto de los gnomos que forman nuestro organismo; somos seres pluricelulares. Cada uno de estos gnomos esta especializado en realizar una determinada función y se une con otros de su misma estirpe para formar órganos y sistemas. Estos gnomos forman estructuras (sus vasos sanguíneos, su tubo digestivo sus órganos su corazón su piel su cerebro sus nervios…), circulan por todo el cuerpo transportando oxigeno y defendiéndonos…….

Lo más espectacular es que todos están perfectamente organizados y sincronizados entre si, existiendo una comunicación perfecta para realizar todas y cada una de sus funciones biológicas. En cada acto que Usted realiza intervienen millones de gnomos en los que ocurren millones de reacciones químicas.

NIVEL PROTEÍNICO

Entendido esto bajemos un nivel más la comunicación. ¿Como es posible que todos estos gnomos se comuniquen entre ellos, para coordinar funciones?. Los portadores y receptores de la información son las proteínas. Las proteínas intervienen en la practica totalidad de los procesos biológicos; tienen funciones estructurales (unen y sostiene tejidos), contráctiles (músculos) enzimáticas (catalizan reacciones químicas), transportadoras (hemoglobina) defensivas (anticuerpos) pero también y esta es la función que más nos interesa, transmiten y reciben la información de un gnomo a otro. Las hormonas los neurotransmisores los factores de crecimiento y los receptores celulares… son proteínas que intervienen en la comunicación celular.

Ejemplo: Imagínese una hormona secretada en un órgano como el tiroides, es una proteína un mensajero con información destinada a otros gnomos de su cuerpo, pero solo a algunos. ¿Cómo llegara esa información a su destino? porque los gnomos que responden a la hormona tiroidea tienen otras proteínas en su piel, llamadas receptores celulares a los que, como si de una cerradura se tratara, se va a acoplar la hormona tiroidea. Una vez acoplada desencadenará una respuesta. Digamos que la hormona es el mensajero con una llave que abre determinadas cerraduras en determinadas células y dependiendo de la cerradura abierta se desencadenarán respuestas especificas.

Otro ejemplo: ¿Cómo se desarrolla la mama en la pubertad?: Por una respuesta de determinados gnomos con receptores específicos para los estrógenos que el ovario comienza a producir.

NIVEL GENÓMICO

Pasemos al que llamaremos tercer nivel. ¿De dónde salen todas las proteínas? Es muy importante tener claro que nuestras proteínas las fabrican nuestros gnomos. Las proteínas de los alimentos se descomponen en su tubo digestivo en pequeñas moléculas orgánicas llamadas aminoácidos que son absorbidos y pasan a sangre. Después son sus gnomos los que de esos aminoácidos vuelven a recomponer sus proteínas (millones de proteínas distintas). ¿Y como su gnomos saben sintetizan sus proteínas? Cada gnomo tiene el código secreto para volver a enlazar correctamente los aminoácidos en el orden correcto para sintetizar una proteína determinada; este código está en los genes del ADN. Un gen contiene la información necesaria para la síntesis de una o varias proteínas. Cada gnomo utiliza solamente los genes que necesita para realizar la función para la que se ha especializado. Los gnomos del tiroides saben muy bien sintetizar hormonas tiroideas, los del páncreas insulina, los de la sangre hemoglobina y anticuerpos, los del cerebro dopamina…..etc.

RESUMEN

De estos tres niveles depende todo; recuerde la secuencia desde abajo: genes formados por moléculas en el interior de sus gnomos, estos genes tienen el código para sintetizar proteínas que, van entre otras cosas, a servir de coordinación y comunicación entre los billones de gnomos que lo forman. Cada gnomo solo expresa unos pocos genes, o sea está especializado en secretar unas cuantas proteínas que serán unas u otras dependiendo de su especialidad. Y todos juntos forman un perfecto organismo pluricelular: Usted

Recordar así mismo que se comunican mediante las proteínas que sintetizan, existiendo una circulante que lleva la información y una llave para abrir las cerraduras situadas en otros gnomos. Estas “cerraduras” se llaman receptores celulares, acuérdese de este concepto.

Genómica

Disciplina que tiene como objetivo predecir la función de los genes a partir de su secuencia o interación con otros genes.

 

La secuencia de ADN contenida en el núcleo de cada una de nuestras células constituyen nuestro genoma, que es exclusivo de cada uno de nosotros y nos hace únicos. El genoma contiene toda la información necesaria para la expresión o formación de todas las proteínas, de forma altamente coordinada y adaptada al ambiente. En otras palabras contiene toda la información necesaria para su desarrollo físico y se adapta a las circunstancias ambientales, produciendo en cada momento las proteínas necesarias para la supervivencia.

Nuestro ADN o genoma está formado por la repetición 3.000.000.000 de veces de 4 nucleótidos que se representan por las letras A, C, G, T. y con una longitud aproximada de 1 metro se encuentran enrollados en el núcleo de cada célula. La información contenida en el depende de la secuencia específica de estos nucleótidos.

Nanomedicina

La nanotecnología es un campo de las ciencias dedicado al control y manipulación de la materia a una escala menor que un micrómetro, es decir, a nivel de átomos y moléculas. Esta técnica aplicada a la medicina esta revolucionando los métodos diagnósticos tanto analíticos como de imagen, los métodos terapéuticos diseñando fármacos que se liberan de forma  específica en órganos, tejidos y células dañadas y en la medicina regenerativa.

 

Una de las aplicaciones de la nanomedicina es el desarrollo de fármacos con ligandos específicos para receptores celulares que se sobreexpresan en células tumorales, esto permitirá llevar el fármaco a las células malignas que serán la diana, evitando así efectos colaterales en células sanas.

Uno de los receptores que se sobreexpresa en células malignas es el llamado CD20, esta proteína se encuentra en la membrana de células B normales y la expresan muchas células cancerosas.

Un ejemplo de este tipo de nanoparticulas con ligandos específicos, es la nanoparticula Zevalin® que es una proteína formada por un anticuerpo del antígeno CD20 que actúa como ligando y el agente terapéutico Y-90, un isótopo radioactiívo que destruirá la célula a la que ha sido transportado: células con antigeno CD20.

Proteómica

Disciplina que se encarga del estudio de la estructura y función de las proteínas. El proteoma es el contenido completo de proteínas producidas por un organimo ó sistema.

Hemos sido capaces de descifrar el genoma humano los 21000 a 25000 genes que forman nuestro ADN, el reto está ahora en identificar todas las proteína que codifican estos genes. El proteoma de un individuo es dinámico, es decir las proteínas que en un momento determinado tenemos, dependen de las diferentes situaciones metabólicas, ciclo celular y/o patológicas del individuo. El análisis proteomico en determinadas circunstancias patológicas nos permitirá identificar proteínas que se van a identificar con ese proceso patológico y por tanto nos servirán como biomarcadores para diagnosticar y/o tratar esa enfermedad.

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Dudas sobre la Medicina Molecular

FAQ

Es una rama médica que analiza los mecanismos genéticos, moleculares y bioquímicos que provocan enfermedades, con el objetivo de prevenir, diagnosticar y tratar de forma personalizada.

Está estrechamente vinculada con la biología molecular, biotecnología, genómica y proteómica, que investigan cómo funcionan los genes y las proteínas.

La Medicina Nuclear se apoya en la Medicina Molecular para desarrollar radiofármacos que detectan y tratan alteraciones genéticas y celulares con alta precisión.

Permite detectar alteraciones moleculares mucho antes de que aparezcan síntomas o lesiones estructurales, mejorando así la precisión y rapidez del diagnóstico.

Facilita el desarrollo de terapias dirigidas y personalizadas, adaptadas a las características genéticas y moleculares de cada paciente.

Sí. Al conocer la vulnerabilidad genética de una persona, es posible aplicar medidas preventivas específicas antes de que se manifieste la enfermedad.

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