Tecnología de Microarrays

Objetivos
• Conocer la tecnología de experimentación con microarrays.
• Comprender sus posibilidades y limitaciones.
• Familiarizarse con el proceso de experimentación basado en los microarrays.

Introducción
A finales de los años 80 cuatro científicos, Stephen Fodor, Michael Pirrung, Leighton Read y Lubert Stryer desarrollaron una revolucionaria tecnología para la determinación ycuantificación de ADN en una muestra. Esta tecnología desembocaría posteriormente en la primera plataforma de microarrays de ADN, denominada entonces Genechip de Affymetrix.
La principal ventaja de esta novedosa tecnología frente a los métodos tradicionales (Northern, Southern, etc.), residía en la alta densidad de integración (cantidad) de material biológico que se quiere inmovilizar, es decir, laposibilidad de analizar simultáneamente miles de genes. Actualmente esta tecnología se está aplicando entre otros al análisis de la expresión génica, detección de mutaciones y polimorfismos, secuenciación, screening y toxicología de fármacos, y diagnostico molecular.
La tecnología del Microarray va a suponer para la medicina un cambio tan importante como lo fue en su tiempo, por ejemplo, laintroducción de las técnicas de inmunoanálisis, que pusieron al alcance de los laboratorios unos procedimientos de ayuda al diagnóstico con unas prestaciones inimaginables sólo unos años antes.
Aunque la terminología utilizada para este tipo de técnicas es muy variada y se hable de biochip, DNA Chip, gene array o gene chip, el término microarray es el que parece que cuenta con mayor aceptacióninternacional.
La tecnología del microarray se basa en el estudio de partes del perfil genético de cada individuo y se utiliza para lograr una medicina más individualizada. Aunque, en sus inicios, se aplicara principalmente al estudio del cáncer y de las enfermedades hereditarias, en la actualidad su uso se ha extendido a otras patologías con unas posibilidades futuras ilimitadas.

Definición demicroarray
Una colección (array) de ADN consiste en un gran número de moléculas de ADN ordenadas sobre un sustrato solido de manera que formen una matriz de secuencias en dos dimensiones. Estos fragmentos de material genéticos pueden ser secuencias cortas llamadas oligonucleótidos, o de mayor tamaño, cDNA (ADN complementario, sintetizado a partir de mRNA), o bien productos de PCR (replicación invitro de ADN mediante la reacción en cadena de la Polimerasa). A estos fragmentos de ADN de una sola hebra inmovilizados en el soporte, se les denomina a menudo “sondas”. Los ácidos nucleicos de las muestras a analizar se marcan por diversos métodos (enzimáticos, fluorescentes, etc.) y se incuban sobre el papel de sondas, permitiendo la hibridación (reconocimiento y unión entre moléculascomplementarias) de secuencias homologas. Durante la hibridación, las muestras de material genético marcadas, se unirán a sus complementarias inmovilizadas en el soporte del chip, permitiendo la identificación y cuantificación del ADN presente en la muestras (mutaciones, patógenos, etc.). Con posterioridad, el escáner y las herramientas informáticas nos permiten interpretar y analizar los datos obtenidos.Fundamento de la tecnología
El microarray es una ingeniosa tecnología basada en la hibridación molecular: en una matriz de vidrio, silicona, o nylon, se sitúan o “anclan” sondas (“spots”) de oligonucleótidos (fragmentos de DNA) conocidos, y en una ubicación precisa. Sobre ellos se sitúan o “hibridan” fragmentos de DNA desconocido, procedentes de tejidos o muestras de pacientes. Las basescomplementarias se reconocen y se visualiza su hibridación mediante el uso de sustancias fluorescentes, aunque también se puede utilizar quimioluminiscencia o radiactividad. La miniaturización permite el anclaje, en unos pocos centímetros, de cientos de “spots” de oligonucleótidos, alineados en filas y columnas, cada uno de los cuales se corresponde a una secuencia específica del DNA.
De ésta...