Biología molecular aplicada a la cirugía

Biología molecular aplicada a la cirugía.

Mariana Sanabria  

Andrés Felipe López Restrepo

Maria Fernanda Duque Jiménez  

Faculta de médica, Medellin.

Universidad Cooperativa de Colombia

Palabras clave: Biología molecular, cirugía, cirugía molecular.

Introducción

La medicina ha evolucionado con grandes pasos, desde el estudio básico de cadáveres y fisiología de diferentes seres (Animales, plantas, microbios) hasta el punto de que médicos y científicos comenzaron a hacer uso de las bases de las ciencias biológicas para solucionar los retos de las enfermedades humanas. Gracias al constante desarrollo de los instrumentos médicos, que han ayudado a la comprensión de los tejidos, órganos, y células que componen el cuerpo hasta las estructuras moleculares y subatómicas dando lugar a la medicina moderna. La biología molecular ha llegado a aportar cambios importantes a la medicina actual, en diversas patologías es sumamente necesario para su tratamiento o diagnóstico, cómo lo son la señalización celular, las técnicas como la PCR y la gran hazaña del proyecto genoma humano, que han sido de gran ayuda para el conocimiento y progreso de variedad de enfermedades existentes. En el ámbito de la cirugía cada vez se ha dado más conciencia de que muchos de los procedimientos llevados a cabo dependen en gran cantidad a los avances y recopilación de información a nivel molecular como la información genómica de gran ayuda en procedimientos profilácticos con la finalidad de desaparecer tejidos en peligrosa potencia previniendo daños para salud del paciente, por otro lado, la ingeniería quirúrgica molecular se utilizara en un futuro cercano como un método auxiliar certero para procedimientos quirúrgicos, de manera que los cirujanos tomaran beneficio de la introducción del área de la bioquímica básica junto con los principios biológicos a nivel molecular. Se abordarán temas con relación a la práctica de la biología molecular en el ámbito quirúrgico.

Biología molecular aplicada a la cirugía.

La biología molecular es definida como la actividad de estudiar, investigar y analizar los procesos que se realizan y evolucionan en los seres vivos, todo esto a nivel molecular. Se enfoca principalmente en el entendimiento de las relaciones de los variados sistemas de las células(1).

La biología molecular es producto de una larga historia, llena de descubrimientos, investigaciones, preguntas ingeniosas, soluciones innovadoras y mucho trabajo. Su reconocimiento formal fue en 1953, coincidiendo con la publicación del modelo estructural del ADN y con la idea de que la biología obedece a fenómenos físicos y químicos, llegando a la conclusión de que la biología no es simplemente una ciencia descriptiva sino también cuantitativa. En síntesis, la iniciación de la biología molecular estuvo llena de contribuciones en gran medida por los físicos (1).

Para llegar al punto en el que se encuentra la biología molecular ha habido una influencia de ciertos investigadores, científicos y personas con una mente curiosa y muy brillante como: Charles Darwin, Gregor Mendel, Friedrich Miescher, Richard Altman, Rudolf Virchow, entre otros (1).

La historia de esta ciencia comienza a principios del siglo XIX, cuando Charles Darwin propuso la teoría del origen de las especies, en esta teoría se plantea lo que hoy en día se conoce como mutación, posteriormente, en 1865 cuando Gregor Mendel publica sus experimentos con plantas hibridas genera un gran impacto en la comunidad científica, dando lugar a la formación de las leyes fundamentales de la herencia, entre 1868 y 1869, el químico suizo Friedrich Miescher, aisló los núcleos a partir de células presentes en pus de vendajes, comprobó que estaban formados por una única sustancia química homogénea y no proteica que denomino nucleína, en 1900 Phoebus Aaron comprobó que la nucleína se encontraba en todos los tipos de células animales, William Astbury consiguió la primera catedra de estructura biomolecular en 1945, además de esto fue el primer científico en denominarse “Biólogo molecular”, el

físico Erwin Schröndinger  publica el libro “¿Que es la vida?”, que muchos autores consideran fue más importante para el desarrollo de la biología molecular que el nombramiento de Astbury; así como estos descubrimientos hay muchos más que anteceden la formación de esta ciencia, llenándola de una historia con muchos legados e influencias de investigadores, científicos o grandes pensadores (2, 5).

Del mismo modo en que la biología molecular es precedida por varias investigaciones, esta también dio paso a nuevos descubrimientos, como gran ejemplo está el nacimiento de la ingeniería genética, después de descubrir las enzimas que permiten cortar el ADN y así analizarlo, este gran descubrimiento fue de gran ayuda para los análisis de patologías en ciertos genes, posteriormente, a finales de los 80’s se descubre la PCR, revolucionando los análisis de genes permitiendo amplificar una región especifica (3).

El estudio del ADN ha sido foco de investigación desde los años 70’s, esta concentración de esfuerzos, trabajos e investigaciones ha dado como resultado conceptos y técnicas que han permitido comprender e incluso manipular el ADN, han dado grandes frutos como el clonaje de genes, generación de animales y plantas transgénicas, la terapia génica y los proyectos genoma (2).

Al estudiar temas del comportamiento biológico de las moléculas puede confundirse con otras ciencias que abordan temas similares como la genética, citología y bioquímica, su diferenciación se hace más sencilla cuando se entiende que la biología molecular se enfoca en el comportamiento biológico de las macromoléculas (ADN, ARN, enzimas, hormonas, etc.)(4).

Esta ciencia emplea unos métodos iguales que la biofísica, bioquímica y la biología, también utiliza análisis químicos, cualitativos y cuantitativos, conocimientos de química orgánica, biología de microorganismo y virus, aunque también se ha comenzado a implementar unos nuevos métodos micro analíticos físicos y químicos, la microscopia electrónica, ultra centrifugación diferencial, cromatografía de gases, espectrografía de

infrarrojos y espectroscopia de masas(3).

La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es la base de las técnicas de la biología molecular con las cuales podemos ampliar una secuencia de DNA específica para así analizarla, caracterizarla o cuantificarla. A partir de la PCR han surgido otras técnicas como la PCR cuantitativa (qPCR) es una forma de medir en tiempo real, es decir, optimando el proceso, en esta técnica se usan fluorocromos compuestos que generan luz visible al ser excitados, ya que con estos se puedo cuantificar e identificar el DNA deseado durante el proceso de amplificación, es útil en la identificación de mutaciones puntuales, polimorfismos de nucleótidos únicos (6,7).

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