Neutropenia cíclica en Collies. Monografías de alumnos

collie gris

Nuevamente les dejo una monografìa de mi alumno Nicolás Cugliari  de 3er año de la carrera de Veterinaria de la Univ. Nacional de Río Negro, sobre una enfermedad hereditaria en caninos denominada NEUTROPENIA CICLICA EN CANINOS (Collies). Espero que les sirva a muchos otros en el camino del aprendizaje.

Neutropenia cíclica

Universidad Nacional de Río Negro
Genética Básica
2015 Cugliari Nicolás

Introducción

Neutropenia cíclica, también conocida como síndrome del Collie gris es una alteración autosómica recesiva, producida por la mutación del gen AP3B1 que afecta a la raza Collie. Se caracteriza por la disminución crítica en la cantidad de neutrófilos de manera cíclica. Esto deja vulnerable al animal al ataque de agentes bacterianos. Los animales afectados muestran una serie de signos y una dilución del color del pelaje que junto a técnicas de laboratorio permiten diagnosticar el desorden genético.

Enfermedad

La mutación provoca que las “stem cells” o células madre de la médula ósea funcionen de manera anormal. Este tejido se encarga de la formación y maduración de las células sanguíneas. Consecuentemente, esta afección genera trastornos en la producción de leucocitos. Entre estos, los más afectados son los neutrófilos, principales encargados de la fagocitosis y primeros defensores ante una infección. El recuento de neutrófilos en banda y segmentados puede dar 0 o un valor cercano. La actividad de los pocos neutrófilos circulantes se muestra desequilibrada e incapaz de cumplir sus funciones inmunológicas ante, principalmente, bacterias. Se ha observado que en ocasiones puede darse una disminución considerable de plaquetas, lo cual lleva a hemorragias. El número de otros glóbulos blancos puede disminuir sin tener grandes repercusiones. (Patt, et al. 1973.)
El proceso en perros infectados dura aproximadamente 20 días y se produce de manera repetitiva cada 2 a 10 días. El número de leucocitos se normaliza al cabo de una semana aproximadamente gracias a una serie de mecanismos de retoralimentación que tienen lugar en la médula ósea. (Dale, et al 1972)
La disminución de neutrófilos generada por este trastorno facilita el ingreso y la supervivencia de agentes bacterianos una vez dentro del perro. Por lo tanto, animales afectados son susceptibles a todo tipo de infecciones sobre todo bacterianas en piel, ojo y sistema respiratorio. (Lund, et al 1967)
Externamente la neutropenia cíclica genera una dilución en el color del Collie, alcanzando un color grisáceo y ocasionalmente beige.
Entre 8 y 12 semanas luego de nacer, los cachorros enfermos comienzan a manifestar los síntomas. Son de menor tamaño, más débiles y si no se los trata no llegan a superar el año de vida. Aún recibiendo el cuidado apropiado, es decir, siendo monitoreado y suministrado antibióticos, la expectativa de vida no supera los 4 años de vida. (Pacheco, et al 2008)

Herencia

La enfermedad solo afecta a perros que reciben dos copias del gen mutado, es decir, se hereda como recesivo. La misma puede manifestarse en algún punto de su vida. Los perros enfermos transmiten una sola copia de la mutación a sus descendientes.
A aquellos animales que tienen un solo gen mutado se los denomina portadores. No desarrollan la enfermedad pero tienen un 50% de probabilidad de transmitir una copia mutada del gen a sus descendientes.
Los perros que tienen dos genes normales son considerados libres, por lo tanto, no pueden trasmitir genes mutados ni desarrollar la enfermedad. A diferencia de los enfermos y portadores no manifiestan color gris plateado en el pelaje.
Gen AP3B1

El gen AP3B1 o adaptor-related protein complex 3, beta 1 subunit se encuentra en el cromosoma 3 del perro. Está formado por 25 intrones, 27 exones y una secuencia de nueve bases. Fue mapeado por medio de análisis de ligamiento de alta densidad. (Benson, et al 2004.)
Este codifica una subunidad del complejo proteico adaptador AP3, involucrado en el transporte de proteinas entre lisosomas y el complejo de Golgi, más específicamente, de la ELA 2 o neutrófilo elastasa. La subunidad del AP3 se asocia a la neutrófilo elastasa o ELA2 a través de una señal basada en la tirosina cerca a su extremo C-terminal y actuando como su transportador. (Meng, 2010.)

Mutación

La mutación consiste en la inserción de un residuo extra de adenina en una cadena de adeninas ubicadas en el exon 21 del gen AP3B1.
Perros heterocigota portadores, que tienen un alelo normal y uno mutado, producen una población homogénea de transcripciones normales del gen. En este caso contienen nueve adeninas en el alelo normal y diez en el mutado.
En el caso de perros homocigota afectados, que tienen dos alelos mutados, producen una población heterogénea de ARNm del AP3B1 conteniendo transcripciones mutadas con diez adeninas.
Las mutaciones en la subunidad beta del complejo A3 provocan inestabilidad del gen, haciendo que los neutrófilos de perros afectados tengan deficiencia en la elastasa. La deficiencia de ELA2 permite que se acumulen proteinas precursoras de la elastasa en sus gránulos primarios. (Meng, 2010)

Diagnóstico

El diagnóstico de la neutropenia cíclica se realiza mediante un hemograma que determine la disminución o en ocasiones ausencia de neutrófilos. Para ello se relacionan los signos manifestados y el color del pelaje.
El pelo sufre una dilución en el color tornándose gris plateado y puede que beige. Los animales enfermos presentan fiebre, diarrea, dolor en las articulaciones e infecciones cutáneas, oculares y respiratorias.
Para la detección de la mutación primero se obtuvo una secuencia parcial del cADN del gen AP3B1 para realizar un análisis northern-blot del ARN total extraído de la sangre del perro. La técnica llamada Northern-blot o ensayo Northern es similar al Southern-blot pero, este es utilizado en la detección de moléculas de ARN de una secuencia. Se toma una mezcla de ARN y se la somete a una electroforesis en gel. Se separan los fragmentos de acuerdo al tamaño y se los transfiere a una membrana cargada positivamente donde se produce la hibridación de una sonda molecular marcada radiactivamente. (Watson, 2004.)
La transcripción aparece ausente en el perro afectado y la mitad aproximadamente de la misma en portadores, comparándolos con animales de otras razas a modo de control.
A continuación se clonó completamente el cADN de AP3B1 aislando totalmente el ARN de la sangre del animal y realizando una carrera de 5’-3’. (Benson, KF., et al.)

Benson et. al, 2004

Benson et. al, 2004

Los perros afectados mostraron dos secuencias de transcripción que diferían por la presencia de un residuo de adenina extra en la secuencia de nueve adeninas. Posteriormente se determinó la secuencia genómica del AP3B1 por un recorrido en los intrones a partir de los exones identificados en el cADN. Esto permite establecer primers para la amplificación de la secuencia de adeninas en el gen AP3B1 a partir de ADN genómico. La misma se realiza utilizando la técnica de PCR o reacción en cadena de polimerasa. Esta consiste en la síntesis de ADN por medio de la ADN polimerasa de manera automatizada a partir de cebadores. El proceso se da por complementariedad de bases. (Benson, KF., et al.)
Los resultados determinaron que Collies afectados son homocigota y los portadores heterocigota debido a la inserción de una adenina adicional en la secuencia de nueve adeninas. Dicha secuencia se ubica en el exon 21 del gen AP3B1.
La aparente auscencia de la transcripción del alelo mutado en heterocigotas es el resultado de una degradación selectiva de transcripciones mutadas.

Neutropenia

Benson et al 2004

Tratamiento

La neutropenia cíclica puede ser curada por medio de transplante medular. Estos sin embargo, resultan poco práctico, limitándose el tratamiento solo a monitoreos y administración de antibióticos. Sin embargo, a pesar de los cuidados, los perros enfermos no superan los cuatro años de vida.

Referencias

  • Benson, KF., Person, RE., Li, FQ., Williams, K., Horwitz, M. 1. 2004.
    Paradoxical homozygous expression from heterozygotes and heterozygous expression from homozygotes as a consequence of transcriptional infidelity through a polyadenine tract in the AP3B1 gene responsible for canine cyclic neutropenia. Nucleic Acids Res 32:6327-33, 2004. Pubmed reference: 15576359. DOI: 10.1093/nar/gkh974.
  • Benson, K.F., Li, F.Q., Person, R.E., Albani, D., Duan, Z., Wechsler, J., Meade-White, K., Williams, K., Acland, G.M., Niemeyer, G., Lothrop, C.D., Horwitz, M. 2. 2003
    Mutations associated with neutropenia in dogs and humans disrupt intracellular transport of neutrophil elastase Nature Genetics 35:90-6, 2003. Pubmed reference: 12897784.
  • Dale, D.C., Alling, D.W., Wolff, S.M. 1972
    Cyclic hematopoiesis: the mechanism of cyclic neutropenia in Grey Collie dogs Journal of Clinical Investigation 51:2197-2204, 1972. Pubmed reference: 5054472. DOI: 10.1172/JCI107027.
  • Lund, J.E., Padgett, G.A., Ott, R.L. 1967.
    Cyclic neutropenia in Grey Collie dogs Blood 29:452-461, 1967. Pubmed reference: 6067150.
  • Pacheco, J.M., Traulsen, A., Antal, T., Dingli, D. 2008.
    Cyclic neutropenia in mammals. Am J Hematol 83:920-1, 2008. Pubmed reference: 18951469. DOI: 10.1002/ajh.21295.
  • Patt, H.M., Lund, J.E., Maloney, M.A. 1973
    Cyclic hematopoiesis in grey Collie dogs: a stem cell problem Blood 42:873-884, 1973. Pubmed reference: 4796766.
  • Meng, R., Bridgman, R., Toivio-Kinnucan, M., Niemeyer, GP., Vernau, W., Hock, T., Lothrop, CD. :
    Neutrophil elastase-processing defect in cyclic hematopoietic dogs. Exp Hematol 38:104-15, 2010. Pubmed reference: 19941936. DOI: 10.1016/j.exphem.2009.09.010.
  • Watson, J, D.; Baker, T. A.; Bell, S. P.; Gann, A.; Levine, M. et Losick, R (2004). Molecular Biology of the Gene (Fifth edition edición). San Francisco: Benjamin Cummings. ISBN 0-321-22368-3.

DESDE MENDEL HASTA LAS MOLÉCULAS

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Gracias a Science Photo library por las maravillosas fotos

Objetivo del Blog

Distinción como Blog del Mes

El objetivo de este Blog es principalmente el de lograr que todos aquellos que tengan ya alguna base de biología,  puedan comprender mejor algunos aspectos de la Genética, usando algunas nuevas herramientas pedagógicas como el uso de hipertexto, imágenes y animaciones o videos.

Aquí podrán encontrar en las distintas páginas, algo acerca de Mendel (el padre de la genética), de la biología molecular y las nuevas técnicas que se utilizan en la actualidad para el diagnóstico, la investigación, el mejoramiento genético, la bromatología, la bacteriología, la virología, el control epidemiológico, etc. Muchas de las técnicas descriptas en la página de Técnicas de Biología Molecular se aplican a todos esos campos de la ciencia. Allí podrán encontrar un ejemplo que se aplica a detección de genes mutados para diagnóstico, de determinación de SNPs (variaciones de un solo nucleótido) para el mejoramiento genético, detección de virus y bacterias , todos ellos se basna en el mismo ejemplo esquematizado. Ver Marcadores moleculares en Descarga de archivos

Gregor Mendel en 1866 fué capaz de deducir las tres leyes básicas de la herencia de las características. Sin conocer como era el material genético (ADN) ni saber como se transmitía, fué capaz de ver y poder explicar como se heredan las características de generación en generación. Esto lo convirtió en el padre de la Genética como ciencia. Ver INTERPRETACION DE LAS LEYES DE MENDEL.  Esta ciencia ha sido una de las que mayor trascendencia alcanzó en el siglo pasado y en éste ya que hoy en día podemos explicar todas las leyes de Mendel conociendo como se forman las gametas (meiosis) . A posteriori de sus descubrimientos fueron surgiendo otros ejemplos de mecanismos de herencia de los genes, los genes ligados.

Luego nacen la citogenética y sus aplicaciones en el diagnóstico (cariotipo o estudio de los cromosomas) e incluso el estudio de las alteraciones que producen los cambios en el número o morfología de los cromosomas.

Por otra parte luego se descubren como se heredan ciertos genes relacionados con el sexo del individuo que los porta (ver página de Genética del sexo)

Con controversias actuales acerca de moral, bioética y demás preocupaciones así mismo promete ser la solución a una gran cantidad de problemas, como enfermedades hereditarias y metabólicas, terapia génica, vacunas más eficientes, diagnósticos rápidos de distintos tipos de enfermedades por PCR, la aplicación al control epidemiológico de enfermedades infecciosas (es decir determinar el orígen de una cepa viral o bacteriana y como entró en una región), control de contaminaciones alimenticias (ver en descarga de archivos la detección de E.coli productora de sindrome urémico hemolítico) , el mejoramiento de especies vegetales y animales, etc.

Hay un video que encontré en YouTube que me pareció maravilloso como relata la historia de esta ciencia. El único inconveniente es que está en Inglés y es muy largo por lo tanto traducirlo se hace casi imposible, sin embargo me gustaría compartirlo creo que es bastante comprensible y muy útil como presentación.

Este blog está siendo construído con el objeto de escribir comentarios sobre la historia de la genética, los avances de la misma, sus derivaciones y aplicaciones, mostrar imágenes y videos educativos de los procesos de la biología molecular y su técnicas y la genética en general-

Es un Blog educativo y que espero que más que informar, permita formar el pensamiento crítico de los alumnos universitarios que lo visten, así como de otros visitantes que quieran informarse acerca de los procesos biológicos.

Mapaconceptual de como nacio la genética

Hay un video de una presentación de Power Point que resume un poco la historia de los hallazgos más relevantes de la genética. Espero les guste.

Blog Ganador del 1er Premio UBA a la divulgación de contenidos educativos en medios periodísticos nacionales

Premios UBA ganador

Premios UBA ganador

Este Blog ha sido elegido ganador del 1º premio en la Categoría Blogs Individuales / Docentes Terciarios – Universitarios del primer concurso de blogs educativos organizado por la Universidad de Buenos Aires en el marco de la 6º edición del Premio UBA. Esta categoría premia a los blogs en español de docentes y profesores de educación primaria,  secundaria, terciaria y universitaria de instituciones educativas nacionales públicas y privadas. Todos referidos a contenidos culturales y científicos como, también, a su uso  como herramienta de apoyo en el proceso de enseñanza–aprendizaje en un contexto educativo, según lo define la Universidad de Buenos Aires. Diciembre 2012. La Categoría “Edublogs” fue evaluada por Leandro Zanoni, periodista y fundador de eBlog y tercerclick, y los profesores Mariana Maggio; Adjunta Regular de la Cátedra Fundamentos de tecnología educativa de la Facultad de Filosofía y Letras; y Daniela Bruno; Secretaria Académica de la Carrera de Ciencias de la Comunicación de la Facultad de Ciencias Sociales.

Blog ganador de la 2da Mención de los premios UBA VII edición 2012

2da mención-Premio UBA 2013

2da mención-Premio UBA 2013

Me alegra contarles que por 2da vez el Blog ha sido distinguido, en esta ocasión en la VII edición de los Premios UBA (Universidad de Buenos Aires) del año 2013

El año pasado salió ganador y esta año la 2da mención dentro de la categoría docente individuales Terciarios y/o Universitarios

El jurado para la Categoría “Blogs Educativos” fué integrado por: Sebastian Espiño , Co autor del Blog “Pensamientos Despeinados” e integrante del área de contenidos digitales de CMD – Clarín Global, Vanina Berghella, periodista especializada en Social Media ideóloga del blog “La Propaladora”  y los profesores Daniel Suarez de la Facultad de Filosofía y Letras, Mariana Landau de la Facultad Ciencias Sociales y Norma Alejandra Carbone de la Facultad Arquitectura Diseño y Urbanismo.

Año a año la participación ha demostrado un incremento contundente, tales los casos de las últimas ediciones en donde la participación se duplicó. El objetivo de cada año es contar con la participación de todo el país para reconocer no sólo la labor del periodista sino también la del medio de comunicación que ha publicado o emitido el trabajo.

La lista de EduBlog premiados está  aqui

La verdad es que es todo un honor teniendo en cuenta que no soy especialista en Ciencias de la Educación sino Medica Veterinaria que se ha dedicado a la genética… a la que le apasiona hacer esto.

Siempre he creído que el uso de imágenes y videos o textos cortos ayudarían a los alumnos a una mayor interpretación y conocimiento de la genética. Lo hice pensando en mis alumnos de 3er año de la carrera de veterinaria y resultó ser útil para muchos alumnos más. De diversas carerras o colegios y distintos países, así que gracias a todos Uds los seguidores y en especial para la que siempre me alentó y estimuló con este proyecto que es la Dra. Cristina Miquel

Fuente: http://www.uba.ar/comunicacion/noticia.php?id=3638

Mis felicitaciones a todos los ganadores y participantes !!