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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN “DETERMINACIÓN DE SEXO EN LAS PRIMERAS SEMANAS DE GESTACIÓN, UTILIZANDO DNA FETAL A PARTIR DE SANGRE MATERNA POR LA TÉCNICA DE REACCIÓN EN CADENA DE LA POLIMERASA (PCR)” T E S I S QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: QUÍMICA FARMACÉUTICA BIÓLOGA P R E S E N T A: ARACELI JIMÉNEZ NOGUEZ ASESORES: DR. ENRIQUE ANGELES ANGUIANO M. en C. ANNA BERENICE JUÁREZ ESPINOSA CUAUTITLÁN IZCALLI, EDO. DE MÉX., 2008 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. - 2 - ÍNDICE TEMÁTICO Paginas CONTENIDO ÍNDICE GENERAL i ABREVIATURAS iv ÍNDICE DE TABLAS vii ÍNDICE DE FIGURAS viii RESUMEN x I. INTRODUCCIÓN 1 II. ANTECEDENTES 2 II.1. Relación materno-fetal 2 II.2. Circulación placentaria 5 II.3. Hematopoyesis embrionaria 7 II.4. Aspectos celulares de la hematopoyesis 8 II. 5. Células Fetales 11 II. 5.1. Linfocitos 11 II. 5.2. Trofoblastos 12 II. 5.3. Eritrocitos 12 II.5.4. Granulocitos 13 II.6. DNA fetal libre de células en plasma y suero materno 13 II.7. Marcadores Moleculares para la diferenciación sexual fetal 16 II.8. Técnicas comunes para la determinación del sexo fetal 17 II.8.1. Ultrasonido 17 II.8.2. Amniocentesis 18 II.8.3. Vellosidades coriónica 19 II.8.4. Cordocentesis 21 II.8.5. Diagnóstico Genético de Preimplantación (DGP) 22 II.8.6. Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR) 23 - 3 - III. JUSTIFICACIÓN 24 IV. HIPÓTESIS 26 V. OBJETIVOS 26 V.1 General 26 V. 2 Particulares 26 VI. METODOLOGÍA 27 VI.1 Materiales y equipo 27 VI.1.1. Equipo 27 VI.1.2 Materiales 27 VI.1.3. Reactivos 28 VI.1.4. Material biológico 29 VI. 2. Métodos 29 VI.2.1. Población de estudio 29 VI.2.2. Venopunción 30 VI.2.3. Registro de muestras 30 VI.2.4. Extracción de DNA 31 VI.2.4.1. Parte A 31 VI.2.4.2. Parte B 31 VI.2.5. Cuantificación de DNA 32 VI.2.6. Integridad de DNA 32 VI.2.7.Amplificación por PCR (Reacción en Cadena de la Polimerasa) 32 VI.2.8. PCR interna 33 VI.2.9. PCR múltiple 33 VI.2.10. Reacción de PCR múltiple- interna 33 VI.2.11. Condiciones de amplificación 35 VI.2.11.1. Las condiciones de amplificación para el método I y II 35 VI.2.12. Oligonucleótidos para genes: SRY, β-globina y ATL1 36 VI.2.13. Análisis del DNA amplificado por PCR empleando el método I y II mediante electroforesis 37 - 4 - VI.3.1. Evaluación de resultados 37 VII. RESULTADOS 38 VII.1. Extracción, cuantificación e integridad del DNA 38 VII.2. Amplificación del gen SRY y β-globina por el método I 39 VII.3. Diluciones del DNA del control positivo para el gen SRY por el método I 42 VII.4. Amplificación del gen SRY empleando DNA fetal por el método I 43 VII.5. Amplificación del Gen SRY y ATL1 por el método II 44 VII.6. Diluciones de DNA de controles para los genes SRY y ATL1 por el método II 46 VII.7. Amplificación del gen SRY en DNA fetal por el método II 48 VII.8. Aplicación del método I a la población interesada en conocer el sexo de su futuro bebé 49 VIII. DISCUSIÓN 52 VIII.1. Identificación del DNA fetal 53 VIII.2. Método I 54 VIII.3. Método II 55 VIII.4. Comparación entre el método I y II 56 VIII.5. Sondeo de población de estudio 57 VIII.6. Aplicación de la determinación de sexo fetal en las primeras semanas de gestación 59 IX. CONCLUSIONES 61 X. BIBLIOGRAFÍA 62 ANEXOS 67 - 5 - ABREVIATURAS - negativo µL microlitros µM micro molar -* falso negativo + positivo +* falso positivo °C grados celsius ☺ embarazo gemelar 1D primera dimensión 3D tercera dimensión 3N tres nested (sentido del oligonucleótido) 5N cinco nested (sentido del oligonucleótido) BFU-E unidades formadoras de brotes eritroides BrdU bromodesoxiuridina Ca2+ calcio 2+ CFU unidades formadoras de colonias CFU-E unidades formadoras de colonias eritroides CN control negativo CP control positivo d NTP’S desoxinucleótidos tri-fosfato Dil diluciones DNA ácido desoxirribonucléico DGP diagnóstico genético preimplantatorio DO densidad óptica - 6 - EDTA etilen diamino tetra acético F femenino FACS separación de células activadas por fluorescencia FISH hibridación in situ fluorescente FIV fecundación in Vitro FMR1 gen X frágil Forward sentido GAPDH gliceraldheido 3-fosfato deshidrogenasa Geq/mL genómicos equivalentes por mililitro HCl ácido clorhídrico HMG proteínas nucleares de alta movilidad M marcador MACS morfología-anticuerpo-cromosoma MgCl2 cloruro de magnésio Mg2+ magnesio 2+ Mg miligramos Min minutos mL mililitros mM milimol Ng nanogramos nM nanomolar P plasma p.c. post-concepción Pb pares de bases PCR reacción en cadena de la polimerasa PCR-RT reacción en cadena de la polimerasa tiempo real Rh-D rhesus D R anti-sentido - 7 - RNA ácido ribonucléico RNAm ácido ribonucléico mensajero Rpm revoluciones por minuto S suero Sdg semanas de gestación SF sexo fetal SRY gen de determinación sexo en el cromosoma Y humano Taq thermophilus aquaticus TBE tris boratos EDTA TDF del inglés testicular determination factor U unidades USG ultrasonido µg microgramos UV ultravioleta Vf volumen final - 8 - ÍNDICE DE TABLAS Tabla Página 1 Secuencia de oligonucleótidos para la identificación del sexo fetal 29 2 Mezcla de reacción de la primera amplificación del método I y II 34 3 Mezcla de reacción de la segunda amplificación del método I y II 34 4 Combinación de oligonucleótidos del gen SRY, β-globina y ATL1 para la amplificación por PCR. 36 5 Resultados del estudio no invasivo para la detección de sexo fetal por el método I 50 6 Sensibilidad y especificidad del método I 51 - 9 - ÍNDICE DE FIGURAS Figura Página 1 Estadios en la implantación embrionaria 3 2 Diferentes etapas del desarrollo embrionario humano que muestran la relación entre el corión y otras membranas extraembrionarias 4 3 Estructura y circulación materno fetal 6 4 Etapas en el desarrollo de los islotes sanguíneos en el saco vitelino de embriones humanos 7 5 Estadios morfológicos durante la diferenciación celular del eritrocito a partir de una célula madre pluripotencial 10 6 RNA y DNA encapsulados en cuerpo apoptóticos 15 7 Ultrasonido que demuestra el sexo del bebé (femenino XX) tomado en la 23º semana de gestación (donación del IMF) 18 8 Representación esquemática de una amniocentesis 19 9 Representaciónesquemática de una biopsia de vellosidades coriónicas 20 10 Representación esquemática de una cordocentesis 21 11 Imágenes de DGP 23 12 Integridad del DNA obtenido de controles 38 13 Amplificación del gen SRY del CP empleando diferentes combinaciones de oligonucleótidos por 40 - 10 - el método I 14 Amplificación del gen SRY de CP por el método I 41 15 Amplificación del gen β-globina del CN por el método I 42 16 Diluciones del DNA del CP para amplificar el gen SRY por el método I 43 17 Amplificación del gen SRY en DNA fetal por el método I 44 18 Primera amplificación de los genes SRY Y ATL1 del CP Y CN mediante el método II 45 19 Segunda amplificación del gen ATL1 y SRY de CP y CN por el método II 46 20 Diluciones empleadas para la amplificación del gen ATL1 (261 pb) deL CN por el método II 47 21 Diluciones empleadas para la amplificación de los genes SRY (198 pb) de CP y ATL1 (261 pb) de CN por el método II 47 22 Amplificación del gen SRY en DNA fetal por el método II 48 - 11 - RESUMEN La amniocentesis, cultivo de vellosidades coriales y cordocentesis son estudios que se realizan para detección de aneuploidías y no sólo para la determinación de sexo fetal; estos estudios invasivos presentan un riesgo tanto para la madre como para el feto. El hallazgo del DNA fetal en suero y/o plasma materno ofrece una posibilidad para el diagnóstico prenatal no invasivo. El objetivo de esta investigación fue evidenciar el DNA fetal en suero y/o plasma a partir de sangre periférica materna y con éste estandarizar una técnica para determinación de sexo fetal a partir de la novena semana de gestación. En este estudio se ha establecido la metodología más idónea para el análisis de secuencias fetales específicas de los cromosomas X (ATL1) y Y (SRY). Se emplearon diferentes oligonucleótidos en una PCR múltiple-interna para realizar la detección del sexo fetal en etapas tempranas del embarazo obteniendo un 80% de sensibilidad. La técnica permitió detectar correctamente el sexo fetal a 8/10 mujeres embarazadas. Por lo tanto el nuevo método de diagnóstico prenatal no invasivo de género fetal es confiable y seguro, sin embargo se sigue invitando a más mujeres embarazadas que estén interesadas en este proyecto para poder tener una población más grande, así como una confiabilidad más alta. Esta técnica es la base para el diagnóstico prenatal no invasivo futuro de diversas enfermedades como son: la enfermedad de Huntington, fibrosis quística, estado Rh-D, entre otras. La detección de secuencias del DNA fetal es confiable y reduce el riesgo y costo de las técnicas invasivas. - 12 - I. INTRODUCCIÓN En los últimos años, los métodos no invasivos (PCR convencional y PCR- RT) para diagnóstico prenatal han atraído la atención de varios médicos e investigadores. La ultrasonografía moderna o la medición de los niveles de marcadores en suero materno se usan rutinariamente como pruebas de búsqueda primarias para el desarrollo de malformaciones. Actualmente se practican procedimientos invasivos basados en el análisis genético de cromosomas fetales o DNA de muestras de vellosidades coriónicas o amniocitos. Sin embargo, la aplicación de esos procedimientos invasivos incrementa el riesgo de pérdida fetal. El descubrimiento de ácidos nucleicos fetales presentes en sangre materna ha abierto nuevas posibilidades prometedoras para el diagnóstico prenatal no invasivo incluyendo determinación de sexo y el estado de Rh solo por mencionar algunos. El DNA libre de células es una herramienta potencial para la detección y monitoreo de ciertas enfermedades fetales y complicaciones asociadas al embarazo. Gracias a los métodos de biología molecular, entre ellos la reacción en cadena de la polimerasa múltiple-interna, se ha podido evidenciar la presencia del DNA fetal al poder amplificar secuencias específicas del cromosoma Y (SRY), la cual es una técnica sensible porque permite detectar este gen a partir de cantidades muy pequeñas de DNA fetal en las primeras semanas del embarazo. Así el sistema de PCR, es fácil rápido y efectivo, que reducir el costo y el número de procedimientos invasivos requeridos por el diagnóstico prenatal. - 13 - II. ANTECEDENTES II.1. Relación materno-fetal La relación íntima que existe entre el embrión y la madre es la característica más típica del desarrollo embrionario humano. Para sobrevivir y crecer durante la vida intrauterina, el embrión debe mantener una relación con el cuerpo de la madre de forma que pueda conseguir el oxígeno y los nutrientes que necesita, así como para eliminar sus desechos. Estos requerimientos se cumplen por medio de la placenta y las membranas extraembrionarias que rodean al embrión que actúan como la interfase entre éste y la madre. Los tejidos que constituyen la conexión entre el feto y la madre (placenta- corion) son derivados del trofoblasto (capa epitelial externa que rodea a la masa celular interna del embrión) durante el periodo de segmentación. Cuando la implantación del cigoto es completa, el trofoblasto original que rodea al embrión experimenta una diferenciación en dos capas: el citotrofoblasto interno y el sincitriotrofoblasto externo. En el trofoblasto existenten unas lagunas en expansión rápidamente las cuales se llenan con sangre materna y las células del tejido conjuntivo endometrial empiezan a tener cantidades abundantes de glucógeno y lípidos en respuesta a la infiltración trofoblástica (figura 1), (Carlson, 2005). Otros tejidos extraembrionarios proceden de la masa celular interna, entre ellos se encuentran el amnios (un derivado ectodérmico) que constituye una cápsula protectora debido a que contiene un líquido el cual rodea al embrión, el saco vitelino (un derivado endodérmico) que tiene la función de eliminar los desechos del embrión. La mayor parte del mesodermo extraembrionario lo constituye el cordón umbilical, el tejido conjuntivo y los vasos sanguíneos que irrigan estas estructuras (figura 2), (Carlson, 2005). - 14 - Figura 1.Estadios en la implantación embrionaria: A) Comienza la invasión del estroma endometrial. B) La mayor parte del embrión se encuentra incluido en el endometrio, existe una formación incipiente de lagunas trofoblásticas. Surge la cavidad amniótica y el saco vitelino. C) La implantación es casi completa, se forman las vellosidades primarias y aparece el mesodermo extraembrionario. D) La anidación es completa; se forman las vellosidades secundarias. (Modificado de Carlson, 2005). - 15 - Figura 2. Diferentes etapas del desarrollo embrionario humano que muestran la relación entre el corión y otras membranas extraembrionarias, (Modificado de Carlson, 2005). - 16 - II.2. Circulación placentaria Tanto el feto como la madre contribuyen a la circulación placentaria. La circulación fetal está contenida en el sistema de los vasos umbilicales y placentarios. La sangre fetal alcanza la placenta a través de dos arterias umbilicales que se ramifican por toda la placa corial. Las ramas más pequeñas de estas arterias llegan a las vellosidades coriales y después forman redes capilares en las ramas terminales de las vellosidades coriales, donde tiene lugar el intercambio de una gran diversidad de sustancias. A partir de los lechos capilares de las vellosidades, los vasos sanguíneos se consolidan en ramas venosas cada vez más grandes, las cuales circulan a través de la placa corial hacia la vena umbilical y de ahí hacia el feto. A diferencia de lo que ocurre con la circulación fetal que está contenida por completo en los vasos sanguíneos, el aporte vascular de la madre a la placenta es una especie de laguna de circulación libre que no estácontenida en las paredes vasculares. Debido a la actividad infiltrativa del trofoblasto, entre 80 y 100 arterias espirales del endometrio se abren directamente en los espacios intervellositarios y bañan las vellosidades con sangre materna, la cual se renueva 3 o 4 veces cada minuto. La sangre materna entra en el espacio intervellositario con una presión reducida a causa de los tapones de citotrofoblasto que obstruyen de manera parcial las luces de las arterias espirales. No obstante, la presión arterial materna es suficiente para forzar a la sangre arterial oxigenada a que se dirija a la base de los árboles de vellosidades en la placa corial. A partir de esta placa, la sangre fluye sobre las vellosidades terminales a medida que vuelve a las vías de flujo venoso localizadas en la placa decidual (materna) de la placenta. Se requiere un flujo adecuado de sangre materna a la placenta que es vital para el crecimiento y desarrollo del feto, por lo tanto una disminución en el flujo hace que el feto no concluya adecuadamente estos procesos. - 17 - En las vellosidades terminales (flotantes), los capilares fetales se localizan cerca de la superficie trofoblástica para facilitar el intercambio entre la sangre fetal y la materna. La placenta madura forma una barrera que está constituida por el sincitiotrofoblasto, la lámina basal de los capilares fetales y el endotelio capilar. A menudo, las dos láminas básales parecen estar fusionadas. En los embriones de menor edad hay una capa de citotrofoblasto en la barrera placentaria pero hacia el cuarto mes la capa citotrofloblástica comienza a desaparecer en un proceso que termina en el quinto mes (figura 3), (Carlson, 2005). Figura 3. Estructura y circulación materno- fetal. La sangre se introduce en los espacios intervellositarios procedente de los extremos abiertos de las arterias espirales uterinas. Tras bañar las vellosidades, la sangre (azul) drena a través de las venas endometriales (Modificado de Carlson, 2005). - 18 - II.3. Hematopoyesis embrionaria La formación de los componentes celulares sanguíneos se denomina hematopoyesis y comienza en el saco vitelino durante la tercera semana de gestación (18 días) con la formación de los islotes sanguíneos. Las células fundadoras de los islotes sanguíneos, denominados hemagioblastos, tienen una capacidad de desarrollo bipotencial y pueden dar origen tanto a células endoteliales como a hematopoyéticas, (figura 4). Figura 4. Etapas en el desarrollo de los islotes sanguíneos en el saco vitelino de embriones humanos (Modificado de Carlson, 2005). - 19 - Los islotes sanguíneos contienen células madre hematopoyéticas pluripotenciales que originan la mayor parte de los tipos celulares presentes en la sangre embrionaria. En el día 22 de la gestación, los eritrocitos producidos en el saco vitelino son células grandes nucleadas que penetran en la corriente sanguínea materna justo antes de que el tubo cardíaco empiece a latir. Durante las primeras 6 semanas, los eritrocitos circulantes derivan del saco vitelino. El análisis de embriones humanos ha demostrado que al inicio del día 28, la hematopoyesis intraembrionaria definitiva promueve pequeños agregados célulares (acúmulos paraaórticos) en el mesodermo esplecnopleural asociado a la pared ventral de la aorta dorsal y poco después en la región aorta/cresta genital/mesonefros. Hacia la quinta o sexta semana, los focos de hematopoyesis son cada vez más destacados en el hígado. Tanto en el saco vitelino como en los primeros focos de hematopoyesis embrionaria, las células endoteliales conservan durante un breve período la capacidad de dar origen a células productoras de sangre (Carlson, 2005). Hacia la sexta u octava semana de gestación en el humano, el hígado sustituye al saco vitelino como principal fuente de células sanguíneas. Aunque el hígado sigue produciendo hematíes hasta el período neonatal temprano, su contribución empieza a decaer en el sexto mes de la gestación. En este momento, la formación de sangre se desplaza hacia la médula ósea, lugar definitivo de la hematopoyesis en el adulto. Este desplazamiento está controlado por el cortisol secretado en la corteza suprarrenal fetal. En ausencia de cortisol, la hematopoyesis permanece confinada en el hígado (Carlson, 2005). II.4. Aspectos celulares de la hematopoyesis En fases muy tempranas del desarrollo, la línea celular sanguínea se subdivide en células madre linfoide y mieloide: las células madre linfoides a su vez - 20 - producen dos líneas celulares: los linfocitos B (responsables de la producción de anticuerpos) y los linfocitos T (que se encargan de las reacciones inmunes ). Las células madre mieloides son las precursoras de otras líneas celulares sanguíneas como los eritrocitos, los granulocitos (neutrófilos, eosinófilos y basófilos), los monocitos y las plaquetas. Las células de la segunda generación (linfoide y mieloide) tienen un desarrollo restringido debido a que ninguna de ellas puede dar lugar a descendencia de otro tipo. Las células madre hematopoyéticas se denominan a menudo unidades formadoras de colonias (CFU). Los primeros estadios de la eritropoyesis se reconocen por el comportamiento de las células precursoras en cultivo más que por diferencias morfológicas o bioquímicas. Éstas son las denominadas unidades formadoras de brotes eritroides (BFU-E) y las unidades formadoras de colonias eritroides (CFU-E); cada una de ellas responde a estímulos distintos. Una o dos generaciones después del estadío de CFU-E se pueden reconocer generaciones sucesivas de precursores de eritrocitos por su morfología. El primer estadío reconocible es el proeritroblasto, una célula grande y muy basófila, que todavía no produce suficiente hemoglobina. Esta célula tiene un nucléolo grande, mucha cromatina nuclear no condensada, numerosos ribosomas y una elevada concentración de RNAm para la globina. Estas características citológicas son típicas de una célula indiferenciada. Los siguientes estadíos de diferenciación eritroide (basófilos, policromatófilos y eritroblastos) se caracterizan por cambios progresivos en el balance entre la acumulación de hemoglobina recién sintetizada y la disminución de su síntesis. El tamaño global de la célula disminuye y el núcleo se hace cada vez más picnótico (menor y con cromatina más condensada), hasta que al final se expulsa en el estadío de eritrocito ortocromático. Tras la pérdida del núcleo y de la mayor parte de los organelos citoplasmáticos, las células rojas inmaduras, que aún contienen un pequeño número de polisomas, son los reticulocitos. Los reticulocitos se liberan al torrente sanguíneo, donde siguen produciendo pequeñas cantidades de hemoglobina durante 1 o 2 días. El estadío final de la hematopoyesis es el - 21 - eritrocito maduro, que representa la célula terminal diferenciada (figura 5). Los eritrocitos en los embriones son más grandes que sus equivalentes adultos y su vida media es más corta: 50 a 70 días en el feto contra 120 días en los adultos, (Carlson, 2005). Figura 5. Estadios morfológicos durante la diferenciación celular del eritrocito a partir de una célula madre pluripotencial (Modificado de Carlson, 2005). - 22 - II.5. Células Fetales La obtención no invasiva de células fetales a partir de la circulación materna ha sido un gran hallazgo que se emplea en los diagnósticos prenatales, principalmente para identificar anormalidades genéticas en etapas tempranas del desarrollo, ya que actualmente las investigaciones se centran en el aislamiento de las células fetales que atraviesan la barrera placentaria y circulan en sangre materna. Dichas células al ser nucleadas constituyenuna fuente de obtención del DNA fetal para el diagnóstico genético prenatal. En los últimos años se han publicado múltiples trabajos sugiriendo primero y confirmando después, la presencia de células nucleadas procedentes del feto en la circulación periférica de mujeres embarazadas (Gallo, 1992, Bischoff, 2002, Maron, 2007). Sin embargo, los resultados publicados durante los primeros años de investigación fueron poco alentadores (Gallo, 1992). Actualmente, gracias a los avances realizados en las áreas de la inmunología (anticuerpos monoclonales), de la separación celular, (FACS fluorescence activated cell shorter; separación de células activadas por fluorescencia, o MACS magnetic activated cell shorter; morfología-anticuerpo-cromosoma) y de la biología y citogenética molecular (PCR reacción en cadena de la polimerasa, FISH hibridación in situ fluorescente), resulta posible estudiar y caracterizar las diferentes poblaciones celulares fetales presentes en la circulación periférica de mujeres embarazadas (Maydata, 1996). Los principales tipos celulares estudiados son: linfocitos, células trofoblásticas y eritroblastos los cuales se describen en los siguientes apartados. II.5.1. Linfocitos La primera aparición de linfocitos fetales en sangre materna se detectaron entre la 7 y 16 semanas de gestación. Incluso diversos autores han evidenciado linfocitos fetales que permanecen aún en torrente sanguíneo de la madre después del parto (Johnson-Hopson y Artlett, 2002; Guibert, 2003; Smid, 2003). La - 23 - proporción de linfocitos fetales en sangre materna oscila entre un 0.01 a un 3.7% estimándose que la relación entre linfocitos fetales y maternos varía entre 1/800 y 1/60.000. (Gallo, 1992). II.5.2. Trofoblastos Los trofoblastos fetales son células multinucleadas localizadas en las vellosidades placentarias y están en íntimo contacto con la circulación materna, detectados desde la octava semana de gestación en circulación materna. En 1982, Goodfellow, publico el aislamiento de células trofoblásticas en sangre periférica materna usando un anticuerpo microvellositario antitrofoblástico. Además, este tipo celular se ha detectado en los pulmones de la madre y en el esputo. Diferentes subpoblaciones trofoblásticas entre los 13 y 15 días del mes de gestación existen en una tasa de 100.000 células por día que van desde las vellosidades coriales a la circulación materna estimándose que su dilución en la población de leucocitos maternos es de 1:10 (Gallo, 1992). Las células trofoblásticas son la población celular fetal que se pone en contacto con la circulación materna en etapas muy tempranas y probablemente también es el grupo celular fetal con mayor representación en el torrente sanguíneo materno (Maydata, 1996). II.5.3. Eritrocitos Se han encontrado eritrocitos fetales en la sangre materna durante el primer trimestre del embarazo y a lo largo del mismo aumentando de manera progresiva. Su incidencia se ha valorado en un 5 a 7% durante el embarazo. La proporción es de más de una célula por 50 maternas, con un promedio de 0.7 ml de sangre fetal en la circulación materna y su vida media es de unos 100 a 200 días (Gallo, 1992). - 24 - II.5.4. Granulocitos Los granulocitos fetales han sido estudiados durante el embarazo por diversos autores con resultados opuestos ya que unos refieren que no se encontraron granulocitos fetales en sangre materna y otros sí los encuentran a partir de las semanas 9 ó 10 de gestación, (Schröder, 1972; Siebers, 1975). Actualmente se conoce que después del parto esta línea celular se encuentra presente en el 30% de las madres y que desaparecen de la circulación materna en la primera semana del puerperio (Gallo, 1992). II.6. DNA fetal libre de células en plasma y suero materno Los primeros estudios que revelaron la existencia de ácidos nucleicos (DNA y RNA) en plasma y suero fueron de pacientes con algún tipo de cáncer. En los años 80 y 90 varios grupos demostraron que el DNA encontrado en plasma derivaba de pacientes con cáncer que mostraban características de tumores- específicos, además de una disminución en la estabilidad de las cadenas de los ácidos nucléicos, mutaciones en los genes Ras y p53, alteración en los microsatélites, anormalidades en promotores de hipermetilación de ciertos genes, mutación de DNA mitocondrial y DNA viral asociado con tumores, (Bischoff, 2005). El DNA libre en plasma proveniente de tumores es el resultado de un proceso conocido como apoptosis que sufren algunas células (Halicka, 2000, Bischoff, 2005). Se han empleado modelos animales que pueden demostrar el origen, mecanismo y naturaleza del DNA fetal encontrado en la circulación materna. Se ha demostrado la detección del DNA fetal en suero materno de monos rhesus con una cinética similar en el humano, también relacionada con la edad gestacional y las características postnatales, (Jiménez, 2003). - 25 - La placenta, las células fetales hematopoyéticas y el mismo feto han sido considerados como las principales fuentes de obtención del DNA fetal (Bianchi, 2004). Muchos estudios ahora demuestran que la placenta es el origen predominante de DNA fetal en circulación materna, pero que no es el único origen de DNA fetal, además se sabe que la circulación feto-placentaria es estable hasta los 28 a 30 días post-concepción, esto sugiere también que el DNA fetal es derivado del trofoblasto (Maron, 2007). Los estudios de detección de DNA en plasma derivado de tumores de pacientes con cáncer, propusieron la demostración de DNA fetal en plasma y suero de mujeres embarazadas sanas. Usando PCR-Tiempo Real cuantitativo, recuperando sorprendentemente una concentración promedio alta de (6.2% del DNA total en plasma) tanto de embarazos tempranos y tardíos (Bischoff, 2005). La existencia de DNA del feto en plasma materno ha sido demostrada por la amplificación de secuencias específicas del cromosoma Y en mujeres embarazadas que llevan un feto de sexo masculino. En plasma el DNA fetal presenta una concentración promedio de 25.4 de equivalentes geonómicos (GEq/mL), en embarazos tempranos y 292.2 GEq/mL en embarazos tardíos. Una concentración menor de DNA fetal encontró en suero de mujer embarazada saludable (3.4% del DNA total en suero) (Bischoff, 2005). Mas tarde, se demostró que el DNA fetal comprende en promedio un 3.4% a 6.2% en gestaciones tempranas y tardías respectivamente (Chan, 2004). Las concentraciones de DNA fetal libre de células es estable por arriba de las 24 horas (Angert, 2003). - 26 - Aunque no existe evidencia contundente todavía, parece ser que los mecanismos principales por el cuál el DNA fetal es liberado a la circulación materna es la necrosis y la apoptosis de células de placenta fetales o del mismo feto. La forma más común de muerte celular es por medio de la apoptosis, proceso que se lleva en etapas tempranas de la embriogénesis. De 1011-1012 células se dividen diariamente y la misma cantidad puede perderse para mantener la homeostasis tisular, aproximadamente 1 a 10 g de DNA pueden degradarse por día en el humano. No es sorprendente que algo de DNA escape de la degradación final y así pueda llegar al suero y/o plasma en forma de cuerpos apoptóticos. La formación de cuerpos apoptóticos de diferentes tipos celulares se ha detectado por varias metodologías (inmunocitoquímica de RNA marcado con BrU, Histoquímica de DNA y RNA, citometría de flujo), (figura 6). La apoptosis no es al azar o un proceso caótico sino que esta bajo control. Esta formación de cuerpos apoptóticos es una etapa específica de muerte celular y en ellos se encuentran encapsulados el DNA o el RNA fetal (Halicka, 2000). Figura 6. RNA y DNA encapsulados en cuerpo apoptóticos. A) RNA (verde marcado con un asterisco dentro de cuerposapoptóticos), B) DNA (rojo marcada con dos flechas dentro de cuerpos apoptoticos) y C) Se muestran cuerpos apoptóticos con un microscopio de contraste (Modificado de Halicka, 2000) A B C - 27 - La apoptosis es un evento de muerte celular programada irreversible que realizan las células para morir, la característica bioquímica de este fenómeno es la fragmentación del DNA genómico. Esto ocurre ante cambios de permeabilidad de la membrana plasmática (fragmentación prelítica del DNA). En la mayoría de los sistemas, esta fragmentación del DNA se debe a la activación de endonucleasas nucleares dependientes de Ca2+ y Mg2+ endógenos Estas enzimas rompen selectivamente al DNA entre las unidades nucleosomales generando fragmentos de DNA de uno o más nucleosomas y así algunas secuencias de DNA son relativamente más susceptibles a rupturas, generando tamaños de fragmentos predecibles (Bischoff, 2005). Las células fetales o placentarias que sufren apoptosis pueden contener DNA que es distinguible del DNA materno en plasma basado en características moleculares, principalmente debido al tamaño de DNA fetal el cual es mayor a 193 pares de bases pero menor a 313 pares de bases. El DNA fetal no solo se ha podido diferenciar por el tamaño, si no que además se ha detectado en plasma por el uso de diferencias genéticas entre la madre y feto, usando marcadores epigenéticos para detección específica de DNA fetal en el plasma materno. Algunos de estos marcadores son los alelos fetales metilados heredados del padre y que han sido diferenciados de alelos metilados de la madre (Poon, 2002). II.7. Marcadores moleculares para la diferenciación fetal En 1990 se identificó el gen SRY (de sus siglas en inglés sex determining region on Y-chromosome) que se ha relacionado directamente con la diferenciación sexual (Guizar-Vázquez, 2001; Harley, 2003). Este gen se localiza en el brazo corto del cromosoma (Yp11.3) y codifica una proteína con un dominio de unión al DNA, similar al de las proteínas nucleares de alta movilidad (HMG). El gen SRY está constituido por un solo exón con un marco abierto de lectura de 614 pb y codifica para una proteína de 204 aminoácidos. Durante el - 28 - desarrollo normal, este gen es necesario para la formación de los genitales masculinos y por otra parte su ausencia permite la formación de genitales femeninos (Guizar-Vázquez, 2001). El gen ATL1 también conocido como X frágil que se encuentra en el intrón 1 de FMR1, en el brazo largo del cromosoma X (Xq27.3). El gen ATL1 es una proteína de unión al RNA e involucra el transporte del RNAm del núcleo al citoplasma. (Pubmed 2332). II.8. Técnicas comunes para la determinación del sexo fetal Existen diversas técnicas (ultrasonido, amiocentesis, vellosidades coriónicas, cordocentesis, diagnóstico genético de preimplatación) que se utilizan en el diagnóstico prenatal para la determinación del sexo, a estas se les puede clasificar en invásivas y no invasivas. II.8.1. Ultrasonido El ultrasonido es una técnica no invaisva útil en el diagnóstico prenatal, puede utilizarse en obstetricia para la localización de la placenta o el diagnóstico de embarazos múltiples y determinación de sexo, además se emplea para el diagnóstico de anormalidades estructurales que no están asociados a defectos cromosómicos, bioquímicos o moleculares. El ultrasonido es un estudio no invasivo y no conlleva ningún riesgo para la madre o el feto. Sin embargo, requiere de un equipo costoso y un operador con experiencia. Se recomienda la exploración detallada a todas las mujeres embarazadas alrededor de la dieciocho semana de gestación (sdg) para detectar anormalidades estructurales, como defectos del tubo neural o problemas cardiacos y para la determinación del sexo se puede realizar a partir de la 12 sdg con un equipo de 3D o con un ultrasonido normal en la semana 24 para no tener duda alguna del resultado. Esta técnica puede también identificar ciertos caracteres que pueden sugerir la presencia de anormalidades cromosómicas (figura 7), (Mueller, 2001; Binns, 2002). - 29 - II.8.2. Amniocentesis La amniocentesis consiste en la aspiración de 10 a 20 mL de líquido amniótico a través del abdomen de la madre con la ayuda de un ultrasonido. Ésta se realiza normalmente alrededor de la 16ª semana de gestación. Cuando los padres consideran la amniocentesis como una opción, se les debe informar que dicha técnica conlleva un riesgo de aborto del 0.5%-1%. Por lo general este estudio siempre es solicitado por el médico debido a que existe algún motivo para sospechar de alguna alteración genética. Utilizando metodologías como la citogenética convencional (cariotipo), la muestra requiere de cultivos previos y el resultado se obtiene después de varios días. Este estudio puede determinar el sexo del bebé pero nunca se recomienda solo para esta prueba (figura 8), (Mueller, 2001). Figura 7. Ultrasonido que demuestra el sexo del bebé (femenino XX) tomado en la 23º semana de gestación (donación del IMF) - 30 - Figura 8. Representación esquemática de una amniocentesis. Se muestra como se hace la extracción del líquido amniótico mediante una punción abdominal, que luego se usa para cultivo y/o estudios bioquímicas (Modificado de Binns, 2002). II.8.3. Vellosidades coriónicas Al igual que la técnica de amniocentesis, la toma de muestra de vellosidades coriónicas siempre va acompañada de una orden para detección de aneuploidías y por consiguiente el sexo fetal, se realiza durante las semanas 10-11 bajo la dirección de técnicas de ultrasonido y mediante la aspiración transcervical o transabdominal de vellosidades coriónicas, (figura 9). Estas vellosidades son de origen fetal y se derivan de la capa exterior del blastocito es decir, del trofoblasto. El análisis cromosómico se puede realizar directamente, observando las metafases de células activas en división o bien después de un cultivo. El análisis directo permite un resultado provisional en un plazo de 24 horas. En estos análisis suele obtenerse una cantidad de tejido suficiente para realizar ensayos bioquímicos o análisis de DNA que permitan la detección de desórdenes que involucran a un único gen, sin necesidad de realizar cultivos celulares pero la desventaja es el riesgo que conlleva este procedimiento, ya que se pueden producir abortos en un 2%-3% de los casos. Así mismo, existen - 31 - evidencias de que esta técnica puede provocar anormalidades en las extremidades del embrión si el ensayo se realiza antes de las nueve semanas de gestación (Mueller, 2001). Figura 9. Representación esquemática de una biopsia de vellosidades coriónicas. A) Transabdominal, B) Endovaginal. El retiro de la muestra se hace dependiendo de la posición uterina, de la placenta, el reacomodo físico del bebé y de lo que prefiera la madre (Modificado de Binns 2002). - 32 - II.8.4. Cordocentesis Las indicaciones más frecuentes para emplear esta técnica son los posibles diagnósticoS de talasemia, toxoplasmosis o rubéola fetal, valoración y tratamiento de isoinmunización por Rh intensa y obtención rápida de cariotipo fetal, mediante esta última técnica se puede obtener el sexo del bebé. El estudio citogenético para este tipo de muestra (sangre fetal) puede corroborar mosaicismos en muestras de vellosidades coriónicas o del líquido amniótico y por sospechas de cromosompatía fetal del ultrasonografista al observar malformaciones fetales, retardo en el crecimiento y oligohidramnios (disminución de liquido amniótico) o polidramnios (aumento de liquido amniótico). Se realiza entre la semana 9 y 10 de gestación y tiene un riego de pérdida fetal elevado de hasta un 10% y no se solicita solo para conocer el sexo del futuro bebé (Guizar-Vázquez, 2001), (figura 10).Figura 10. Representación esquemática de una cordocentesis. Muestra la obtención del DNA fetal mediante la vena umbilical con ayuda de ultrasonido (Modificado de Binns, 2002). - 33 - II.8.5. Diagnóstico Genético de Preimplantación (DGP) El diagnóstico preimplantatorio aparece como un nuevo campo que, unido a las técnicas de reproducción asistida, permite obtener un diagnóstico genético precoz en los estadíos previos a la implantación. Consiste en la biopsia de uno o dos blastómeros de un embrión para su análisis genético antes de la implantación, lo que permite seleccionar el embrión que será transferido. Para este estudio puede emplearse técnicas de biología molecular (PCR) o citogenética molecular (FISH) ambas permiten determinar el sexo del embrión. El diagnóstico preimplantatorio se ofrece en la actualidad como un procedimiento de elección a aquellas parejas que presentan un riesgo elevado de transmitir a su descendencia determinadas enfermedades genéticas, enfermedades ligadas al sexo, así como para descartar la presencia de alteraciones cromosómicas numéricas y estructurales en los embriones. Esta alternativa resulta atractiva, ya que las posibilidades de embarazo son similares a la que ofrece un tratamiento de fecundación in vitro (FIV) convencional y resulta éticamente más aceptable que un diagnóstico prenatal seguido de aborto selectivo (Verlinsky, 1993; Muñoz-Nuñez, 2005). El DGP tiene varias desventajas para saber el sexo del bebé, entre ellas se requiere de una biopsia de 1 o 2 blastómeros del embrión (figura 11) lo cual puede resultar un poco incómodo para la madre además de que se requiere de material sofisticado para el procedimiento. FISH es una técnica muy usual para identificación del sexo genético del embrión y la presencia o no de anormalidades cromosómicas mediante fluorescencia (figura 11), la desventaja que tiene esta técnica es que utiliza sondas de marcaje que son de costo elevado así como un microscopio de fluorescencia con filtros adecuados, no cualquier laboratorio cuenta con esto, además de que el procedimiento es muy tardado y debe ser elaborado por personal muy bien capacitado (Verlinsky, 1993;Binns, 2000; Muñoz-Nuñez, 2005). - 34 - II.8.6 Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR) Una de las metodologías más utilizadas para amplificar un fragmento de DNA específico, es la Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR). En esta reacción se puede amplificar una región específica de DNA, hasta llegar a tener un gran numero de copias en poco tiempo, aún y cuando el DNA original se presenta en cantidades muy pequeñas. Esta reacción es catalizada por una enzima llamada DNA polimerasa que sintetiza una cadena de DNA en dirección 5’ a 3’, usando como molde una de las cadenas de DNA. Con esta reacción sólo se amplifica el fragmento de interés ya que los oligonucleótidos específicos se complementan con las regiones de DNA que limitan dicho fragmento. Figura 11. Imágenes de DGP. A) Biopsia embrionaria, B) imagen de FISH que muestra marcaje del cromosoma 18 (aqua), X (verde) y Y (rojo) (Modificado de Verlinsky, 1993; Muñoz-Nuñez, 2005). A B - 35 - IV. HIPÓTESIS Si el DNA fetal está presente en la circulación materna entonces se podrá determinar el sexo del bebé a través de la amplificación de genes específicos de los cromosoma X (ATL) y Y (SRY). V. OBJETIVOS V.1. GENERAL Establecer un método de diagnóstico prenatal no invasivo para la determinación temprana de sexo mediante la técnica de Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR). V.2. PARTICULARES Realizar la extracción del DNA de los controles positivo (varón) y negativo (mujer) para el gen SRY y establecer las condiciones de amplificación para las secuencias de los genes SRY, β globina y ATL1. Lograr extraer el DNA fetal de algunas mujeres embarazadas a partir de la novena semana de gestación y comparar la sensibilidad y especificidad del método I entre suero y plasma. Determinar la sensibilidad de nuestro método contra la confirmación del sexo fetal por ultrasonido. - 36 - VI. METODOLOGÍA VI.1 Materiales y Equipo VI.1.1. Equipo Micropipetas de 1000 µL, 200 µL,100 µL, 20 µL,10 µL, 2 µL Cámara de electroforesis Balanza analítica Vortex Centrifuga Microcentrifuga Incubador Refrigerador de -20 ºC y 4 °C Espectrofotómetro uv-vis Campana para PCR con lámpara UV y flujo de aire Termociclador Mastercycler Eppendor Fuente de poder Transiluminador de luz UV con programa para analizar imágenes VI.1.2 Materiales Pipetas Pasteur y bulbos Puntas para micropipetas estériles con y sin filtro Tubos eppendorf de 2.0 mL, 1.5 mL, 0.5 mL, 0.2 mL Probetas de 100 mL y 250 mL Agujas para sistema vacutainer Adaptador para vacutainer Sistema de tubos al vació (vacutainer) con anticoagulante EDTA (tapa morada) y sin anticoagulante (tapa roja) Matraz erlenmeyer de 250 mL Puntas para micropipetas estériles con y sin filtro de 1000 µL, 100 µL, 10 µL, 2 µL Tubos eppendorf de 2.0 mL, 1.5 mL, 0.5 mL, 0.2 mL - 37 - VI.1.3. Reactivos Reactivos para la extracción de DNA genómico QIAamp DNA Blood Mini (Qiagen). Contiene: Proteasa, Buffer AL, Buffer AW1, AW2 Alcohol (100% puro) RNAasa (100 mg/mL) Solución salina fisiológica Agua Milli-Q estéril Buffer TBE 0.5X (ácido bórico 0.9 M, EDTA 0.09 M, Tris 1.0 M) pH 8.4 Bromuro de etidio (5 mg/mL) Agarosa ultrapura (temperatura de gelificación 34.5 a 37.5ºC) Buffer 10X PCR (200 mM Tris-HCl (pH8.4); 500 mM KCl MgCl2 50 mM dNTP’s 10 mM Platinium Taq DNA polimerasa Buffer de carga 10X (65% w/v) sucrosa; 10 mM Tris-HCl (pH 7.5);10mM EDTA; 0.3% (w/v) azul de bromofenol Marcador de DNA de100 pares de bases Secuencia de oligonucleótidos (tabla 1) - 38 - Tabla 1. Secuencia de oligonucleótidos para la identificación del sexo fetal GEN SECUENCIA MÉTODO Β-globina F 5’ TCC TGA GGA GAA GTC TGC CG 3’ I β-globina R 5’ ACA GCA TCA GGA GTG GAC AG 3’ I β- globina F’ 3 Nested 5’ GTG AAC GTG GAT GAA GTT GG 3’ I SRY F 5’ GTG TCC TCT CGT TTT GTG AC 3’ I SRY R 5’ GAA TCA TCG CTG TTG AAT AC 3’ I SRY F’ 5Nested 5’ TGG CGA TTA AGT CAA ATT CGA 3’ I SRY R’ 3Nested 5’ CTA GTA CCC TGA CAA TGT ATT 3’ I ATLX1 F 5’ CCCTGATGAAGAACTTGTATCTC 3’ II ATLX2 F’ 5’ TCGCCTTTCTCAAATTCCAAG 3’ II ATLX3 R 5’ GAAATTACACACATAGGTGGCACT 3’ II SRY Y1.5 F 5’ CTAGACCGCAGAGGCGCCCAT 3’ II SRY Y1.6 R 5’ TAGTACCCACGCCTGCTCCGG 3’ II SRY Y1.7 F’ 5’CATCCAGAGCGTCCCTGGCTT 3’ II SRY Y1.8 R’ 5’ CTTTCCACAGCCACATTTGTC 3’ II VI.1.4. Material biológico 1 Sangre periférica de mujer (control negativo) y varón (control positivo) sanos, respectivamente para gen SRY. 2 Suero y plasma extraídos de sangre periférica de mujeres embarazadas con un mínimo de nueve semanas de gestación. VI. 2. Métodos VI.2.1. Población de estudio Se eligieron mujeres embarazadas con un mínimo de nueve semanas de gestación, referidas del Instituto Médica Fértil-Querétaro. Al momento de colectar la - 39 - muestra de sangre periférica se les pidió llenar una solicitud con algunos datos personales (nombre completo, edad, semanas de gestación, entre otros), ver anexo I. Además a cada una de ellas se les solicitó leer y firmar una carta de consentimiento informado, la cual explica de manera general en que consiste el procedimiento, los beneficios del mismo, sus derechos como sujetos de investigación, así como los nombres de los responsables del proyecto (ver anexo II). VI.2.2. Venopunción La sangre fue extraída de la vena cubital. El sitio de punción se limpió con un antiséptico. Posteriormente se colocó una banda elástica alrededor de la parte superior del brazo con el fin de aplicar presión enel área y hacer que la vena se dilate. Se introdujó la aguja en la vena y se recogió la sangre en dos tubos al vacío, uno con anticoagulante y otro sin anticoagulante, rotulados con el nombre de la paciente. La banda elástica se retiró del brazo. Una vez que se recolectaron las muestras de sangre, se retiró la aguja y se cubrió el sitio de punción con una torunda impregnada de alcohol o un parche. VI.2.3. Registro de muestras A los tubos y a las solicitudes de cada paciente se les asignó una clave única que consistió en: SF-00-00, donde SF significa sexo fetal, los siguientes dígitos son el número consecutivo de las muestras (según el orden de llegada al laboratorio) y los últimos dígitos correspondieron al año en que se tomó la muestra, este código nos permitió identificar de forma única y práctica a cada muestra. Por otra parte, todas las muestras fueron registradas en una bitácora donde están identificadas por su clave, nombre, resultados, entre otros datos. - 40 - VI.2.4. Extracción de DNA VI.2.4.1. Parte A Una vez que se realizó la recolección de la muestra sanguínea se procedió a centrifugar las muestras a 3,000 rpm durante 10 minutos, posteriormente se extrajo el suero y el plasma colocándolos en tubos limpios y estériles, respectivamente. Seguido de una segunda centrifugación a 3,000 rpm por 10 minutos, donde se volvió a recolectar por separado el suero y el plasma en tubos de 2 mL, los cuales fueron rotulados con su clave única para su fácil manipulación e identificación. VI.2.4.2. Parte B En un tubo de 1.5 mL se colocaron 30 µL de proteasa, después se agregaron 300 µL de suero y/o plasma obtenidos en la parte A (las muestras de suero y plasma siempre fueron procesadas por separado). Después se le adicionó 1 µL de RNAsa y 300 µL de buffer AL. Se mezcló vigorosamente por 15 segundos, para después incubarlos a 56 °C por 10 minutos en un baño maria, después se agregaron 300 µL de etanol al 100% puro y se centrifugaron las muestras por 5 segundos. La solución anterior se colocó en las columnas de Qiagen que contenían un tubo colector en la parte inferior. Posteriormente se centrifugó a 8,000 rpm durante 1 minuto y se desechó la solución del tubo colector. Se volvió a colocar el tubo colector a la columna, seguido de la adición de 500 µL del buffer AW1 a la columna, centrifugándose a 8,000 rpm durante 1 minuto, una vez más se desechó la solución del tubo colector y este se colocó nuevamente a la columna donde se le adicionaron 500 µL del buffer AW2. Se centrifugó a 14,000 rpm durante 3 minutos. La columna se colocó en un tubo limpio y estéril de 1.5 mL agregándole 30 µL de buffer AE, se dejaron las muestra 5 minutos a temperatura ambiente y se centrifugaron a 8,000 rpm durante 1 minuto, el filtrado que se obtuvo era el DNA, mismo que fue almacenado a -20 °C hasta su uso. - 41 - Nota: La muestra para extracción de DNA de los controles positivo y negativo fueron a partir de sangre completa, por lo cual solo se emplea la parte V.2.4.B. VI.2.5. Cuantificación de DNA Se cuantificó el DNA de los controles positivo y negativo en un espectrofotómetro uv-vis midiendo la densidad óptica (DO) a una longitud de onda de 260 nm para DNA y 280 nm para RNA, la dilución que se empleó fue de 1:50. Considerando que una DO es igual a 50 µg de DNA/mL. La concentración de DNA se calculó con base en la siguiente fórmula: DO260 X 50 X dilución. La relación de DNA/RNA debe ser mayor a 1.8 lo que indica la pureza del DNA obtenido. VI.2.6. Integridad de DNA Para observar la integridad del DNA obtenido de los controles positivo (CP) y control negativo (CN), se utilizó el método de electroforesis en geles de agarosa al 2%, teñidos con bromuro de etidio (5 mg/mL) para poder observar el material genético por medio de un transiluminador de luz UV. Las imágenes obtenidas se capturaron y analizaron posteriormente con un programa de imágenes (Quantity One). VI.2.7. Amplificación por PCR (Reacción en Cadena de la Polimerasa) El proceso se realizó mezclando el DNA con dNTP’s, oligonucleótidos y DNA polimerasa. Inicialmente se desnaturaliza el DNA entre 94°C o 95°C, después se baja la temperatura (variable) para que los oligonucleótidos se hibriden a la secuencia del DNA complementario y finalmente se aumenta la temperatura a 72°C que es la temperatura óptima para la enzima DNA Taq Polimerasa. Así el proceso se repite de 30 a 40 ciclos, llegando a obtener 2n moléculas de doble cadena (siendo n igual al número de ciclos) a partir de cada molécula molde. La reacción se finalizó enfriando la muestra a 4ºC para su conservación. - 42 - VI.2.8. PCR interna Existen algunas variaciones de PCR, una de ellas es la PCR interna que se empleó en este estudio para el método I y II. Una vez que se realizó la PCR convencional, el producto que se obtuvo, se utilizó como molde para una segunda reamplificación pero esta vez los oligonucleótidos que se usarón delimitaron aún más la región que se amplificó en la reacción. El método de la PCR interna se utiliza sobre todo cuando se tienen pequeñas cantidades de DNA de interés ó cuando se quieren evitar amplificaciones inespecíficas que a veces se observan con la PCR clásica. VI.2.9. PCR múltiple Otra modificación de la técnica de PCR convencional es cuando se emplean dos o más pares de oligonucleótidos en el mismo tubo con el fin de amplificar simultáneamente múltiples segmentos de DNA. VI.2.10. Reacción de PCR múltiple- interna La reacción de PCR se realizó en condiciones estériles y todo el proceso se llevó a cabo en una campana para PCR, la cual antes de iniciar el procedimiento permaneció de 15 a 30 minutos con la luz UV, junto con todo el material que fue utilizado para esta metodología (micropipetas, puntas para micropipetas, viales de varios tamaños, gradilla, agua, microcentrifuga, marcador indeleble y guantes). La reacción de amplificación del DNA se llevó acabo en un volumen final (vf) de 25 µL para el método I en ambas reacciones de amplificación, para el método II se utilizaron para la primera reacción un (vf) de 50 µL y para la segunda reacción un (vf) de 25 µL. En las tablas 1 y 2 se presentan las concentraciones y volúmenes de los reactivos utilizados para cada PCR según el método I o método II. Tanto la extracción del DNA, la mezcla para la reacción de PCR, la amplificación y el análisis de los productos fueron procesados en áreas separadas - 43 - para evitar contaminación de material genético. Tabla 2. Mezcla de reacción de la primera amplificación del método I y II PRIMERA REACCION DE AMPLIFICACIÓN MÉTODO I MÉTODO II REACTIVOS CONCENTRACION CONCENTRACION H2O 25 µL 50 µL Buffer 1X 1X MgCl2 1.5 – 3 mM 2.5 Mm dNTP’S 0.2 mM 0.2 Mm Platinum Taq DNA polimerasa 1 U/ µL 1 U/ µL Oligonucleótidos 0.4 – 0.8 µM a) SRY (F+R)(F+3N) (5N+3N) a) β-globina (F+R) 0.8 µM a) ATL (X1 +X3) b) SRY (Y1.5+Y1.6) controles paciente Controles Pacientes DNA molde CP= (100 µg/mL) CN= (82.5 µg/mL) 3 µL 10 µL 3 µL 10 µL CP=Control Positivo CN=Control Negativo Tabla 3. Mezcla de reacción de la segunda amplificación del método I y II SEGUNDA REACCION DE AMPLIFICACIÓN MÉTODO I MÉTODO II REACTIVOS CONCENTRACION CONCENTRACION H2O 25 µL 25 µL Buffer 1X 1X MgCl2 1.5 – 3 mM 2.5 Mm - 44 - dNTP’S 0.2 mM 0.2 mM Platinum Taq DNA polimerasa 1 U/ µL 1 U/ µL Oligonucleótidos 0.4 – 0.8 µM a) SR Y (5N+3N) b) β-globina (R+3N) 0.8 µM a) ATL1 (X2 +X3) b) SRY (Y1.7+Y1.8) Controles paciente Controles Pacientes DNA molde CP =(100 µg/mL) CN =(82.5 µg/mL) 1.5 µL 5 µL 1.5 µL 5 µL CP=Control Positivo CN=Control Negativo VI.2.11. Condiciones de amplificación VI.2.11.1. Condiciones de amplificación para el método I y IIMétodo I. Desnaturalización inicial de 94 ºC por 5 minutos, seguida de 30 ciclos de 94ºC por 30 segundos, 55 ºC por 30 segundos, 72 ºC por 1 minuto, finalizando con una extensión a 72 ºC por 7 minutos y enfriando la muestra a una temperatura de 4 °C para su conservación. Empleándose las mismas condiciones en la primera y segunda reacción de amplificación. Método II. Desnaturalización inicial de 94 ºC por 3 minutos, seguida de 40 ciclos de 94ºC por 1 minuto, 55 ºC por 1 minuto, 72 ºC por 1 minuto y enfriando la muestra a una temperatura de 4 °C para su conservación. Empleándose las mismas condiciones en la primera y segunda reacción de amplificación. - 45 - VI.2.12. Oligonucleótidos para los genes: SRY, β-globina y ATL1 Para el gen SRY se utilizó una secuencia especifica ubicada en el brazo corto del cromosoma Y (Zhong, 2000). La secuencia de ATL1 se encuentra en el gen FMR1, localizado en el brazo largo del cromosoma X (Warunee, 2003). El gen de la β-globina es una secuencia específica que se encuentra en el brazo corto del cromosoma 11 (Zhong, 2000). Todas las secuencias fueron confirmadas en la base de datos del Gen Bank. Se realizó una serie de diferentes combinaciones de oligonucleótidos para poder amplificar el gen SRY, el gen β-globina y ATL1, como se muestran a continuación (tabla 3). Tabla 4. Combinación de oligonucleótidos del gen SRY, β-globina y ATL1 para la amplificación por PCR. PAREJAS DE OLIGONUCLEOTIDOS PARA LA PRIMERA REACCION PAREJAS DE OLIGONUCLEOTIDOS PARA LA SEGUNDA REACCION OLIGONUCLEOTIDOS DEL METODO I SRY (F+R) 393pb SRY (5N+3N) 133pb SRY (F+3N) 174pb SRY (5N+3N) 133pb SRY (5N+R) 352pb SRY (5N+3N) 133pb SRY (F+R) 393pb SRY (F+R) 393pb SRY (5N+3N) 133pb SRY (5N+3N) 133pb SRY (F+R) (F+3N) (5N+3N) SRY (5N+3N) β-globina (F+R) 281pb β-globina (F+3N) 60pb β-globina (F+R) 281pb β-globina (R+3N) 241pb OLIGONUCLEOTIDOS DEL METODO II ATL (X1+X3) 301pb ATL (X2+X3) 261pb SRY (Y1.5+Y1.6) 239pb SRY (Y1.7+Y1.8) 198pb - 46 - VI.2.13. Análisis del DNA amplificado por PCR empleando el método I y II mediante electroforesis Para el análisis de los fragmentos amplificados por PCR se utilizaron 10 µL de cada muestra y se cargaron en un gel de agarosa al 2.0%, conteniendo TBE 1X y bromuro de etidio (5 mg/mL). La electroforesis se llevó a cabo en los primeros 20 minutos a 100 V y después a 80 V durante 2 horas. Una vez que la muestra migró en el gel, se observó el DNA por medio de un transiluminador de luz UV y se capturo la imagen, la cual se procesada en un analizador de imágenes (Quantity One 1-D). VI.3.1 Evaluación de resultados Nuestros resultados fueron comparados semanas después de la realización del estudio molecular con métodos de ultrasonográficos, Los resultados que se obtuvieron además de ser entregados a las interesadas también se respaldarón en bitácoras y en un archivo electrónico que contiene el reporte, así como las imágenes obtenidas de cada muestra. - 47 - VII. RESULTADOS VII.1. Extracción, cuantificación e integridad del DNA Una vez extraídas las muestras de DNA de los CP, CN y fetales posteriormente, se cuantificaron las muestras de DNA de los controles a una absorbancia de 280 nm, los valores obtenidos fueron de 82.5 ng/mL de DNA genómico para el CN y 100 ng/mL de DNA genómico para el CP. En la literatura se reporta que la cantidad de DNA fetal libre de células representa entre un 3.4% hasta un 6.2% del total de plasma materno en un embarazo temprano y tardío respectivamente (Chan, 2004). Por esta razón en las muestras de suero y plasma no se realizó la cuantificación, de tal manera que nos permitió optimizar la muestra. Para determinar la integridad de DNA se llevó a cabo una electroforesis en un gel de agarosa al 2%. En la figura 12 se muestra la imagen del gel donde se pueden observar dos bandas que corresponden al DNA genómico, la primera corresponde al CP y la segunda al CN, las cuales nos indican que no existe degradación del material, lo que verifica la buena calidad del DNA. Figura 12. Integridad del DNA obtenido de controles. Electroforesis en gel de agarosa al 2% del DNA genómico del CP (100 ng/mL) y CN (82.5 ng/mL). - 48 - VII.2. Amplificación del gen SRY y β-globina por el método I Una vez que se verificó la calidad y la cuantificación del DNA de los CP y CN, el material genético se utilizó para obtener las condiciones de amplificación de los genes SRY y β-globina mediante un ensayo de PCR, en el cual se emplearon diversos pares de oligonucleótidos como se muestran en la tabla 1 y 3. Los productos amplificados fueron analizados por electroforesis en geles de agarosa al 2% obteniendo así los 3 fragmentos esperados. La figura 13 muestra las amplificaciones que se obtuvieron para el gen SRY por el método I, en la Línea 1 (L1) se observó el fragmento de 174 pb. En la Línea 3 (L3) se observaron los fragmentos de 174 pb y el de 133 pb. En la Línea 5 (L5), se observó el fragmento de 133 pb y en Línea 7 (L7) se observó un fragmento de 393 pb. En la Línea 9 (L9) no observó amplificación. La línea 2, 4, 6, 8,10 muestran los blancos de cada reacción. - 49 - M L1 L 2 L 3 L4 L5 L 6 L7 L8 L9 L10 Figura 13. Amplificación del gen SRY del CP empleando diferentes combinaciones de oligonucleótidos por el método I. Gel de agarosa al 2% mostrando diferentes fragmentos empleando los siguientes oligonucleótidos para el gen SRY del método I: L1 (F+R 393pb/F+3N 174 pb/5N+3N 133pb); L2 blanco; L3 (F+3N 174pb/5N+3N 133pb); L4 blanco; L5 (5N+R 352pb/5N+3N 133pb); L6 blanco; L7 (F+R 393pb/ F+R 393pb); L8 blanco; L9 (5N+3N 133pb /5N+3N 33pb) y L10 blanco. Estos resultados nos permitieron identificar las mejores condiciones de amplificación para el gen SRY. Por lo tanto, las combinaciones de oligonucleótidos con los que se decidió trabajar fueron los siguientes: (F+R de 393 pb) (F+3N de 174pb) (5N+3N de 133pb) para la primera reacción y (5N+3N de 133pb) para la reamplificación, obteniendo así un fragmento final de 174 pb, el cual se muestra en la figura 14, donde puede observarse en la Línea (L1) la amplificación del gen SRY del CP y en la Línea 2 (L2) se presenta el blanco de la reacción. 600 500 400 300 200 100 174 pb 174 pb 393 pb 133 pb 133 pb - 50 - Figura 14. Amplificación del gen SRY de CP por el método I. Gel de agarosa al 2% que muestra la amplificación del gen SRY de 174 pb en la L1=CP, L2=blanco y M=Marcador de 100 pb Para asegurar que cuando no se amplifica el gen SRY se debe a que el material genético corresponde a una mujer y no por ausencia de DNA, se realiza la amplificación de un gen control (β-globina) que está presente tanto en el genoma masculino como en el femenino. Para la amplificación del gen β-globina se empleó una PCR-interna, con los juegos de primers mencionados en el apartado V.2.12, y el DNA de CN. La figura 15 muestra en la Línea 1 (L1) la amplificación del fragmento esperado de 281 pb, en la Línea 3 (L3) un fragmento de 241 pb y otro de 281 pb que corresponde al gen de la β-globina, en la Línea 2 (L2) y Línea 4(L4) se muestra el blanco de la reacción. 600 500 400 300 200 100 M L1 L2 174 pb - 51 - Figura 15. Amplificación del gen β-globina del CN por el método I. Gel de agarosa al 2 % que muestra la amplificación del gen β-globina en la L1=DNA CN (F+3N 281 pb), L3=DNA CN(R+3N 241 pb), L2 y L4=blancos de reacción y M= Marcado de 100 pb. VII.3. Diluciones del DNA del Control Positivo para el gen SRY por el método I Se emplearon una serie de diluciones del DNA del CP para la amplificación del gen SRY (L1=100 ng/ µL, L2=10 ng/ µL, L3=1 ng/ µL, L4=0.1 ng/ µL, L5=0.01 ng/ µL L6=0.001 ng/ µL, L7= blanco), esto se realizo con la finalidad de determinar la sensibilidad de la técnica para determinación de sexo fetal en las primeras semanas de gestación, obteniendo así que la concentración mínima para poder amplificar era de 0.01ng/µL de DNA genómico. Ver figura 16. 300 200 100 M L1 L2 L3 L4 281 pb 281 pb 241 pb - 52 - Figura 16. Diluciones del DNA del CP para amplificar el gen SRY por el método I. Gel de agarosa al 2% mostrando diluciones seriadas de DNA que revela la amplificación del gen SRY en el CP, en la L1= 100 ng/µL; L2= dil 1/1; L3 1/10; L4= 1/100; L5= 1/1000; L6= 1/10,000; L7= blanco y M= marcador. VII.4. Amplificación del gen SRY empleando DNA fetal por el método I Se logro extraer el DNA fetal de suero y plasma de todas las mujeres embarazadas con un minino de 9 semanas de gestación, las muestras se procesarón de acuerdo a las condiciones de mezcla de reacción del método I (ver tabla 1 y 2 en la sección (V.2.10). Considerando que el DNA fetal está en fragmentos muy pequeños y además la cantidad es muy baja (Angert, 2003), se empleo una PCR interna usando los siguientes primers para la amplificación: (F+R, 393 pb) (F+3N, 174pb)(5N+3N, 133pb) y reamplificación (5N+3N, 133pb). En la figura 17 se muestra la amplificación del caso SF-01-07, donde se observó una banda de 174 pb que corresponde al gen SRY del feto en la Línea 1 (L1) suero, en la Línea 2 (L2) no se amplificó el fragmento esperado con la muestra de plasma y en la Línea 3 (L3) hay una banda de 174 pb que corresponde al gen SRY del CP, la Línea 4 (L4) corresponde al blanco de reacción. M L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 600 500 400 300 200 100 - 53 - Figura 17. Amplificación del gen SRY en DNA fetal por el método I. Fotografía de un gel de agarosa al 2% donde se muestra la amplificación del gen SRY a partir de suero y plasma de una mujer embarazada de 9 sdg. M=Marcador; L1= DNA fetal a partir de suero; L2= DNA fetal a partir de plasma; L3= DNA de CP; L4= blanco de reacción. VII.5. Amplificación de los Genes SRY y ATL1 por el método II En la figura 18 se muestran los resultados de la primera reacción de amplificación; en el CP se observa un fragmento de 239 pb correspondiente al gen SRY y un fragmento de 301 pb que corresponde al gen ATL1, mientras que para el CN solo se observa la banda esperada del gen ATL1 de 301 pb, localizado únicamente en los cromosomas X. 600 500 400 300 200 100 M L1 L2 L3 L4 174 174 - 54 - Figura 18. Primera amplificación de los genes SRY Y ATL1 del CP y CN mediante el método II. Gel de agarosa al 2% que muestra: B=Blanco de reacción, CP= DNA del Control Positivo (fragmentos de 301pb y de 239 pb del gen ATL1 y SRY respectivamente), CN=DNA de Control Negativo (fragmento de 301 pb del gen ATL1), M= Marcador. Para hacer la reacción de PCR más específica y obtener mayor cantidad de fragmentos esperados se efectuó una segunda amplificación empleando oligonucleótidos que delimitan aún más las regiones que se desean amplificar (ver tabla 2 en la sección V.2.10). Empleando el DNA de la primera reacción como molde para la segunda reacción. En la figura 19 se observan los productos amplificados para el gen ATL1 con un fragmento esperado de 261 pb y para el gen SRY un fragmento de 198 pb que corresponden al CP confirmando la presencia de material genético correspondiente de un varón y para el CN solo se observa un fragmento de 261 pb que pertenece al gen ATL1 que identifica la presencia de material genético femenino y la ausencia del gen SRY, esto confirma que el DNA analizado corresponde al genotipo de una mujer. 239 301 301 SRY ATL1 - 55 - Figura 19. Segunda amplificación del gen ATL1 y SRY de CP y CN por el método II. Gel de agarosa al 2% que muestra la segunda amplificación de los genes SRY y ATL1, CP amplifica para el gen SRY (198pb) y ATL1 (261pb) y por ultimo el CN que amplifica solo al gen ATL1 (261 pb). VII.6. Diluciones del DNA de controles para los Genes SRY Y ATL1 por el método II Se emplearon una serie de diluciones del DNA tanto del CP como del CN que corresponden a las siguientes concentraciones: L1=blanco, L2=10 ng/µL, L3=1 ng/µL, L4=0.1 ng/µL, L5=0.01 ng/µL, L6=0.001 ng/ µL, L7=0.0001 ng/ µL. Las cuales se emplearon para la amplificación de los genes SRY (198 pb) y ATL1 (261 pb), con la finalidad de determinar la sensibilidad que tenía nuestro método de determinación de sexo fetal en las primeras semanas de gestación. La concentración más baja en la cual se observa la amplificación de los genes SRY y ATL1 en el CP y CN fué de 0.0001 ng/µL, ver figura 20 y 21. 300 200 100 M CP CN 261 pb 261 198 pb ATL1 SRY - 56 - Figura 20. Diluciones empleadas para la amplificación del gen ATL1 (261 pb) deL CN por el método II. El gel de agarosa al 2% muestra las amplificaciones del gen ATL1 en la, L2= DNA concentrado (100 ng/µl), L3= dil 1/1, L4=1/10, L5=1/100, L6=1/1000, L7= 10, 000, L1= blanco y M= marcador. Figura 21. Diluciones empleadas para la amplificación de los genes SRY (198 pb) de CP y ATL1 (261 pb) de CN por el método II. El gel de agarosa al 2% que muestra en la L2=DNA concentrado 82.4 ng/µl, L3=dil 1/1, L4=1/10, L5=1/100, L6=1/1000, L7=10, 000, L1=blanco y M= marcador. 600 300 100 M L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 500 400 200 ATL1 SRY 600 500 400 300 200 100 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 M ATL1 - 57 - VII.7. Amplificación del Gen SRY a partir de DNA fetal por el método II Se extrajó el DNA fetal de suero y plasma de una mujer embarazada con 28 semanas de gestación, la muestra se proceso de acuerdo a las condiciones de mezcla de reacción del método II (ver tabla 2 y 3), empleando los siguientes primers: ATL1 (X1+X3 301 pb), SRY (Y1.5+Y1.6 239 pb) para la primera reacción de amplificación; ATL1 (X2 +X3 261 pb) y SRY (Y1.7+Y1.8 198 pb) para la segunda reacción de reamplificación. La figura 21 muestra las amplificaciones del gen SRY (198 pb) y ATL1 (261 pb) empleando el DNA fetal de suero Línea 2 (L2) y de plasma Línea 3 (L3) de una mujer embarazada con 28 sdg. En Línea 4 (L4) se observa el fragmento que corresponde a los genes del CP. Figura 22. Amplificación del gen SRY en DNA fetal por el método II. Fotografía de un gel de agarosa al 2% muestra la amplificación del gen SRY a partir de suero y plasma de una mujer embarazada con 28 sdg. L1 blanco de reacción, L2= DNA fetal a partir de suero, L3= DNA fetal a partir de plasma, L4= DNA de CP, M=Marcador. 600 300 200 100 400 500 ATL1 SRY M L1 L2 L3 L4 - 58 - VII.8. Aplicación del método I a la población interesada en conocer el sexo de su futuro bebé Todas las muestran fueron recolectadas en el Instituto Médica Fértil Querétaro y procesadas inmediatamente, excepto el caso SF-004-07 que se dejo intencionalmente tres horas después derecolectada la muestra con la intención de saber si el DNA fetal podría detectarse sin que se degradará, sin embargo se requiere de un número de muestras mas grande para determinar el tiempo de vida media del DNA fetal una vez que se extrajo la muestra. - 59 - Tabla 5. Resultados del estudio no invasivo para la detección de sexo fetal por el método I Número sdg Secuencia especifica de caso del cromosoma Y S P USG PCR / USG SF-001-07 9 + - M M/ M SF-002-07 17 - - F F/F SF-003-07☺ 22 - - F F/F SF-004-07 24 - -* M F/M SF-005-07 12 - +* F M/F SF-006-07 18 - + M M/M SF-007-07 11 - + M M/M SF-008-07 12 + + M M/M SF-009-07 13 - +* F M/F SF-010-07 12 - - F F/F += Presencia del gen SRY -=Ausencia del gen SRY ☺= Embarazo gemelar +*=Falso Positivo -*=Falso Negativo M= Masculino F= Femenino USG= Ultrasonido sdg= semanas de gestación S = Suero P= Plasma 60 Tabla 6. Sensibilidad y Especificidad del método I Sensibilidad Especificidad Genero No total de muestra SRY M 5 4 4/5 (80%) F 5 3 3/5 (60%) M= Masculino F=Femenino SRY=gen de determinación de sexo en el cromosoma Y en humanos 61 VIII. DISCUSIÓN Los resultados obtenidos en este trabajo confirman la existencia del DNA fetal en sangre periférica materna, al poder amplificar secuencias especificas: del cromosoma Y (SRY), del cromosoma X (ATL1) y de la β-globina empleando herramientas de biología molecular, específicamente mediante PCR interna y múltiplex, las cuales nos permitieron determinar el sexo del bebé en etapas tempranas del embarazo (González-González, et al., 2005; Zolotukhina, 2005; Lo et al., 2006). Actualmente para conocer el sexo del futuro bebé de manera segura tanto para la madre como para el feto, se emplea el estudio ultrasonográfico, pero esté tiene la desventaja de que solo puede visualizarse el sexo del bebé hasta la décima octava semana de gestación y en algunas ocasiones se dificulta observar los genitales debido a la posición, esto también se dificulta cuando existe un embarazo gemelar. Las otras técnicas para conocer el sexo del bebé son mediante técnicas invasivas en donde se obtiene líquido amniótico, biopsia de vellosidades coriales o sangre de cordón umbilical. Ambas técnicas incrementan el riesgo de provocar la pérdida fetal y son solicitadas principalmente para la detección de anormalidades genéticas, nunca únicamente para conocer el sexo del bebé. (Elias et al., 1993; Jackson, 1993). Sin embargo durante los últimos años los métodos de diagnóstico prenatal no invasivo han atraído la atención de médicos e investigadores (Zhong, 2000; Zolotukhina, 2005; Lo, 2006). En este trabajo se ha mostrado que se desarrollaron nuevas estrategias para el diagnóstico prenatal no invasivo para la madre y el bebé, haciendo uso del descubrimiento del DNA fetal libre de células contenido en el suero y/o plasma materno (Lo, 1997; Bischof, 2005). 62 VIII.1 Identificación del DNA fetal Para evidenciar el DNA fetal varios grupos de investigación pudieron detectar secuencias específicas del cromosoma Y en circulación de sangre periférica materna en mujeres que portaban un feto masculino mediante técnicas de PCR (Lo, 1990; Suzumori, 1992; Chan, 2004). Además se amplificaron secuencias especificas del cromosoma Y en dos muestras de mujeres que fueron sometidas a técnicas de reproducción asistida al décimo noveno día post- concepción (p.c) (Thomas, 1994). Posteriormente se detectaron secuencias de SRY en plasma materno en la semana siete de gestación en un pequeño número de pacientes usando PCR –Tiempo Real (PCR- RT) (Lo, 1989). Sin embargo, por varios años se tenía un desconcierto del origen del DNA fetal pero en fechas recientes se presume que el origen de este material genético en circulación materna proviene de cuerpos apoptóticos o necróticos del feto en desarrollo (Guibert, 2003; Bianchi, 2004). Por otra parte la apoptosis es el mecanismo más evidenciado por el cual se libera el DNA fetal a la circulación materna. Una de varias características de la apoptosis es la disposición ordenada de las células remanentes. Esta disposición toma lugar a través de la fragmentación celular dentro de cuerpos apoptóticos que contienen DNA o RNA (Sekizawa, 2000; Wijk, 2000; Halika, 2000; Hristoskova, 2001), con la fragmentación celular en apoptosis también se puede predecir el tamaño del DNA fetal el cual mide arriba de 193 pb pero no excede de 313 pb. Un reporte reciente demostró que el DNA derivado de la madre basado en la amplificación de secuencias de genes de leptina fue más grande que el DNA fetal basado en la amplificación de secuencias del gen SRY, estos estudios sustentan la hipótesis que el DNA fetal puede ser distinguible de DNA materno (Chan, 2004; Bischoff, 2005). Por otra parte las células placentarias y/o fetales pueden contener DNA que es distinguible del DNA materno en plasma basándose en características 63 moleculares, tales como alelos fetales heredados del padre y la madre que pueden identificarse mediante patrones de metilación (Poon et al., 2002). Se ha propuesto que para asegurar la obtención del DNA fetal, se realice una centrifugación, seguida de una filtración o micro centrifugación para obtener el DNA fetal libre de células (Chiu, 2001). Sin embargo, este mismo autor reporta que hay una diferencia significativa en la obtención de DNA fetal más grande cuando se hace una micro centrifugación que cuando se usan filtros. Nosotros decidimos realizar dos centrifugaciones de 3,000 rpm durante 10 minutos (Tufan, 2005), por cuestiones de fácil y rápida obtención de DNA fetal, además de que una segunda centrifugación es mejor que emplear filtros, debido a que en este último método se llega ha perder DNA fetal, la mayoría de los grupos que trabajan con DNA fetal usan una segunda centrifugación obteniéndo de manera eficiente el DNA fetal libre de células (Siva, 2003; Warunee, 2003; Chan, 2004; González- Gonzáles, 2005; Zhu, 2005; Tufan, 2005). Cabe mencionar que el DNA fetal libre de células permanece estable aproximadamente 24 horas después de la toma de muestra y tiene una vida media en circulación de 16.3’, en un rango de 4 – 30´ (Lo, 1999), sin embargo, las muestras se procesaron de inmediato ya que el DNA fetal tiende a degradarse (Angert, 2003). Además también se recomienda que la muestra sea procesada por personal femenino para evitar contaminaciones de falsos positivos cuando es procesada por personal masculino, ya que esté último tiene el gen de SRY (Zhong, 2002). VIII.2 Método I De acuerdo a los resultados obtenidos en este estudio se confirmo la presencia de DNA fetal en sangre periférica materna a partir de suero y/o plasma desde la novena semana de gestación, usando una PCR interna para detectar secuencias específicas del cromosoma Y (SRY) en suero y plasma (Lo, 1997, 1993,1996; Honda, 2001). 64 Una variedad de marcadores del cromosoma Y se han empleado para determinar el sexo prenatal en sangre materna: DYZ1 (Lo, 1998; Merel, 1991; Arinami, 1991), DYS14 (Lo, 1990; Wachtel, 1991) y ZFY (Kao, 1992), ahora conocido como SRY (Zhong, 2000). Sin embargo nosotros utilizamos el marcador SRY y el gen de la β-globina para asegurar
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