Trisomía 21: La historia de síndrome de Down

Una breve historia

La historia formal se inició en 1866, cuando un médico llamado John Langdon Down publicó un ensayo en Inglaterra en la que describe un conjunto de niños con características comunes que eran diferentes de otros niños con retraso mental. Down fue superintendente de un asilo para niños con retraso mental en Surrey, Inglaterra cuando hizo la primera distinción entre los niños que eran cretinos (que más tarde se descubre que tiene hipotiroidismo) y lo que él se refirió como «mongoloides».
Abajo basa este nombre desafortunado en su idea de que estos niños se parecía a la gente de Mongolia, que se creía, tienen un desarrollo detenido. Este insulto étnico fue atacada en la década de 1960 los investigadores de genética de Asia, y el término fue eliminado de uso científico. En cambio, la condición se llama «el síndrome de Down». En la década de 1970, una revisión estadounidense de los términos científicos se cambió a simplemente «el síndrome de Down», mientras que todavía se llama «Down» en el Reino Unido y algunos lugares de Europa.
En la primera parte del siglo XX, hubo mucha especulación de la causa del síndrome de Down. Las primeras personas que especulan que podría deberse a anomalías cromosómicas fueron de Waardenburg y Bleyer en la década de 1930. Pero no fue hasta 1959 que Jerome Lejeune y Patricia Jacobs, que trabaja de forma independiente, en primer lugar determinó que la causa es la trisomía (triplicado) del cromosoma 21. Los casos de síndrome de Down debido a la translocación y mosaicismo (véanse las definiciones de estos a continuación) se describen en los próximos tres años.

Los cromosomas

Los cromosomas son estructuras similares a hilos compuestos de ADN y otras proteínas. Están presentes en todas las células del cuerpo y llevan la información genética necesaria para que la célula a desarrollar. Los genes, que son unidades de información, están «codificados» en el ADN. Las células humanas normalmente tienen 46 cromosomas que pueden ser dispuestos en 23 pares. De estos 23, 22 son iguales en hombres y mujeres, los cuales son llamados los «autosomas». El par 23 son los cromosomas sexuales (‘X’ e ‘Y’). Cada miembro de un par de cromosomas lleva la misma información, en que los mismos genes están en los mismos puntos en el cromosoma. Sin embargo, las variaciones de ese gen («alelos») puede estar presente. (Ejemplo: la información genética del color de ojos es un «gen»; las variaciones de azul, verde, etc, son los «alelos»).

Las células humanas se dividen en dos maneras. La primera es la división celular normal ( «mitosis» ), por la que el cuerpo crece. En este método, una célula se convierte en dos células que tienen exactamente el mismo número y tipo de cromosomas, como la célula madre. El segundo método de la división celular se produce en los ovarios y los testículos ( «meiosis» ) y consiste en dividir un celular en dos, con las células resultantes tienen la mitad del número de cromosomas de la célula madre. Por lo tanto, los huevos normales y células de esperma sólo tienen 23 cromosomas en lugar de 46.

Esto es lo que un conjunto normal de cromosomas parece. Tenga en cuenta los 22 pares de uniforme
cromosomas y los cromosomas sexuales. El XX significa que esta persona es una mujer.
La prueba en la que las muestras de sangre o la piel se analiza en cuanto a número y tipo de
cromosomas se llama cariotipo , y los resultados son similares a esta imagen.
Muchos errores pueden ocurrir durante la división celular. En la meiosis, los pares de cromosomas se supone que se separan y van a distintos puntos de la célula en división, este evento se llama «separación». Sin embargo, de vez en cuando un par no se divide, y el par entero va a un punto. Esto significa que en las células resultantes, uno tendrá 24 cromosomas y el otro tiene 22 cromosomas. Este accidente se llama » no disyunción «. Si un espermatozoide o un óvulo con un número anormal de cromosomas se une con una pareja normal, el óvulo fertilizado resultante tendrá un número anormal de cromosomas. En el síndrome de Down, el 95% de los casos son causados ​​por este evento: una célula tiene dos cromosomas 21 en lugar de uno, para que el óvulo fertilizado resultante tiene tres cromosomas 21. De ahí el nombre científico, la trisomía 21 . Recientes investigaciones han demostrado que en estos casos, aproximadamente el 90% de las células anormales son los huevos. La causa del error no disyunción no se conoce, pero definitivamente hay conexión con la edad materna. La investigación está dirigida a tratar de determinar la causa y el momento en el caso de la no disyunción.

Aquí está el cariotipo de un
varón con trisomía 21:
De tres a cuatro por ciento de todos los casos de trisomía 21 se deben a la translocación robertsoniana . En este caso, dos roturas se producen en los cromosomas separados, generalmente los cromosomas 14 y 21. Hay reordenamiento del material genético de modo que algunos de los cromosoma 14a se sustituye por el cromosoma 21 extra. Así, mientras que el número de cromosomas se mantienen normales, hay una triplicación del material de cromosoma 21. Algunos de estos niños sólo puede tener triplicación de una parte del cromosoma 21 en lugar de todo el cromosoma, que se llama una trisomía parcial 21 . Las translocaciones que resultan en la trisomía 21 puede ser hereditaria, por lo que es importante revisar los cromosomas de los padres en estos casos para ver si puede ser o bien un «portador».

El resto de los casos de trisomía 21 se deben a mosaicismo . Estas personas tienen una mezcla de líneas de células, algunas de las cuales tienen un conjunto normal de cromosomas y otros que tienen trisomía 21. En mosaicismo celular, la mezcla se ve en diferentes células del mismo tipo. En mosaicismo tisular, un conjunto de células, como todas las células sanguíneas, pueden tener cromosomas normales, y otro tipo, como todas las células de la piel, puede tener la trisomía 21.

El cromosoma 21 y el Síndrome de Down

Los cromosomas son portadores de los genes, los trozos de ADN que dirigen la producción de una amplia gama de materiales que el cuerpo necesita. Esta dirección por el gen se denomina el gen «expresión». En la trisomía 21, la presencia de un juego extra de genes conduce a la sobreexpresión de los genes implicados, lo que lleva a una mayor producción de determinados productos. Para la mayoría de los genes, su sobreexpresión tiene poco efecto debido a los mecanismos que regulan el cuerpo de los genes y sus productos. Sin embargo, los genes que causan el síndrome de Down parecen ser excepciones.

¿Qué genes están involucrados? Esa ha sido la pregunta que los investigadores han pedido desde el cromosoma 21 se encontró tercero. Después de años de investigación, una teoría popular afirmó que sólo una pequeña porción del cromosoma 21 se necesita realmente para ser triplicado para obtener los efectos observados en el síndrome de Down, lo que se llama el síndrome de Down Región Crítica . Sin embargo, esta región no es un lugar aislado pequeña, pero varias áreas más probable es que no son necesariamente de lado a lado. El cromosoma 21 en realidad puede tener entre 200 y 250 genes (de ser el más pequeño de los cromosomas en el cuerpo en términos de número total de genes), pero se estima que sólo un pequeño porcentaje de los que puede llegar a estar involucrados en la producción de las características del síndrome de Down. En este momento, la cuestión de qué hacen los genes lo que es altamente especulativo. Sin embargo, hay algunos sospechosos.

Los genes que pueden tener entrada en el síndrome de Down incluyen:

Superóxido dismutasa (SOD1) – sobreexpresión puede causar envejecimiento prematuro y disminución de la función del sistema inmune, su papel en la demencia senil de tipo Alzheimer o la cognición disminución es aún especulativa
COL6A1 – sobreexpresión puede ser la causa de los defectos cardíacos
ETS2 – sobreexpresión puede ser la causa de las anomalías esqueléticas
CAF1A – sobreexpresión puede ser perjudicial para la síntesis de DNA
Cistationina beta sintasa (CBS) – sobreexpresión puede alterar el metabolismo y la reparación del ADN
DYRK – sobreexpresión puede ser la causa de retraso mental
CRYA1 – sobreexpresión puede ser la causa de cataratas
GART – sobreexpresión puede alterar la síntesis y reparación del ADN
IFNAR – el gen para la expresión de interferón, la sobreexpresión puede interferir con el sistema inmunológico, así como otros sistemas de órganos
Otros genes que también son sospechosos incluyen a APP , GluR5 , S100B , TAM , PFKL , y algunos otros. Nuevamente, es importante hacer notar que ningún gen ha sido todavía completamente vinculado a ninguna característica asociada con el síndrome de Down .

Uno de los aspectos más notables del síndrome de Down es la gran variedad de rasgos y características de las personas con trisomía 21: Hay una amplia gama de retraso mental y retraso en el desarrollo observado en los niños con síndrome de Down. Algunos bebés nacen con defectos cardíacos y otros no son. Algunos niños tienen enfermedades asociadas como la epilepsia, hipotiroidismo o la enfermedad celíaca, y otros no. La posible razón primera es la diferencia en los genes que están por triplicado. Como he mencionado anteriormente, los genes pueden venir en diferentes formas alternativas, llamadas alelos. » El efecto de la sobreexpresión de los genes puede depender de que alelo está presente en la persona con trisomía 21. La segunda razón que podría estar implicado se llama «penetrancia». Si un alelo causa una condición de estar presente en algunas personas pero no a otros, eso se llama «penetrancia variable», y que parece ser lo que ocurre con la trisomía 21: los alelos no hacer lo mismo a cada persona que lo tiene . Ambas razones pueden ser por qué hay tal variación en niños y adultos con síndrome de Down.

Hacia el próximo siglo

Los investigadores están ocupados en sus intentos para trazar la estructura completa de los cromosomas, incluyendo la Base de Datos del Genoma Humano. Debido al pequeño tamaño del cromosoma 21 y su asociación con el síndrome de Down, es el cromosoma segundo más fuertemente mapeado humana. La investigación se centra en tratar de identificar los genes y sus efectos cuando se sobreexpresa.

Sin embargo, sería un error suponer que las características clínicas del síndrome de Down se deben únicamente a un puñado de genes que se sobreexpresa. Usted puede pensar en los productos de genes sobreexpresados ​​que interactúan con una serie de productos de los genes normales, de cada producto individualizado por el maquillaje genético único de la persona, y por lo tanto ser arrojado «fuera de equilibrio genético.» Esto entonces haría que la persona sea más susceptible a otros insultos genéticos y ambientales, dando lugar a las características, las enfermedades y condiciones asociadas con el síndrome de Down. Es este arreglo complejo que los científicos se dirigirá en el segundo siglo de investigación sobre el síndrome de Down.

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