Uso De microChips De ADN

TÉCNICAS EMERGENTES

Uso de chips de ADN (microarrays) en medicina: fundamentos técnicos y procedimientos básicos para el análisis estadístico de resultados

Víctor Moreno y Xavier Solé

Unidad de Bioestadística y Bioinformática. Servicio de Epidemiología y Registro del Cáncer. Instituto Catalán de Oncología. Hospital Duran i Reynals. L'Hospitalet de Llobregat. Barcelona. España.




Latecnología de microarrays de ADN permite realizar análisis genéti-cos sobre miles de genes simultáneamente. El análisis de estos expe-rimentos supone un reto desde el punto de vista estadístico, ya que los métodos clásicos de análisis deben adaptarse a la enorme multi-plicidad de hipó tesis que se prueban. Además, la gran variabilidad observada en los experimentos y su elevado coste exigen un diseñ ocuidadoso. En esta revisió n se explicará con detalle qué es un microa-rray de ADNc, có mo funciona y cuáles son sus principales usos. Se-guidamente, se abordarán aspectos estadísticos del diseñ o experi-mental y de los diferentes apartados del aná lisis de un microarray, desde el procesamiento de la imagen y control de calidad de los datos hasta los tests para identificar genes de interés. Por ú ltimose comen-tarán diferentes técnicas de análisis multivariante que se pueden uti-lizar para analizar patrones en la expresión de los genes.

Palabras clave: Microarray de ADN. Análisis estadístico. Diseño de experimentos.


Use of DNA chips (microarrays) in medicine: technical foundations and basic procedures for statístical analysis of results

DNA microarray technology allows the assessment ofgenetic analyses on thousands of genes simultaneously. The statistical analyses of the-se experiments are challenging since a high number of multiple hy-potheses are tested and classical statistical methods need to adapt to this situation. Furthermore, the great variability observed in the expe-riments and their high cost of them needs a careful design. In this re-view we will explain what is a cDNAmicroarray, how it works and its potential uses. Later we will deal with statistical issues of design and analysis, from the image processing and data quality control, to the statistical test of hypothesis to detect interesting genes. Fínally we will comment on multivariate methods to detect patterns in gene ex-pression.

Keywords: DNA microarray. Statistical analysis. Experimental design.Introducción

El genoma de los seres vivos es el conjunto de genes que se encuentran distribuidos en cromosomas. Los genes, a su vez, son secuencias de ADN que contienen toda la informa-ción necesaria para sintetizar las proteínas, moléculas esen-ciales para la vida que realizan prácticamente todas las fun-ciones celulares. Cuando un gen se « activa» para dar lugar a su proteína correspondiente,diremos que ese gen se está expresando en esa célula. Es conocido que anomalías en la expresión de los genes pueden llevar a dísfunciones celula-


Correspondencia: Dr. V. Moreno.
Unidad de Bioestadística y Bioinformática. Servicio de Epidemiología y Registro del Cáncer.

Instituto Catalán de Oncología. Hospital Duran i Reynals. Gran Vía, km 2,7.

08907 L'Hospitalet de Llobregat. Barcelona. España.Correo electrónico: v.moreno@iconcologia.catsalut.net




res, provocando graves enfermedades como el cáncer, en-tre muchas otras. Los genes que tengan su expresión altera-da en un tejido tumoral respecto a un tejido sano del mismo órgano, por ejemplo, serán claros candidatos a tener alguna implicación en el proceso neoplásico. Por lo tanto, la identi-ficación de los genes desregulados es un pasoimportante para conocer las bases moleculares de muchas enfermeda-des de carácter genético.

Desde mediados de los años noventa existe la técnica de los microarrays de ADN, que permite monitorizar simultánea-mente el nivel de expresión de miles de genes en un con-junto de células. Sin embargo, la potencia que nos ofrece esta herramienta implica nuevos retos en lo que se refiere al análisis...