jueves, 21 de enero de 2016

Proxecto Xenoma Humano

El PGH es el primer gran esfuerzo coordinado internacionalmente en la historia de la Biología. Se propone determinar la secuencia completa (más de 3000 ·106 pares de bases) del genoma humano, localizando con exactitud (cartografía) los 100.000 genes aproximadamente y el resto del material heridatario de nuestra especie, responsables de las instrucciones genéticas de lo que somos desde el punto de vista biológico. Realmente, lo que llamamos Proyecto Genoma es el término genérico con el que designamos una serie de diversas iniciativas para conocer al máximo detalle los genomas no sólo de humanos, sino de una serie de organismos modelo de todos los dominios de la vida, todo lo cual se espera que dé un impulso formidable en el conocimiento de los procesos biológicos (desde la escala molecular hasta la evolutiva) y de la fisiología y patología de los seres humanos, y que se traducirá en multitud de aplicaciones técnicas y comerciales en ámbitos como el diagnóstico y terapia de enfermedades, biotecnologías, instrumental, computación, robótica, etc.
Hacia mediados de la década de los años 80 la metodología del ADN recombinante y sus técnicas asociadas (vectores de clonación, enzimas de restricción, transformación artificial de células procariotas y eucariotas, bibliotecas de genes, sondas moleculares, secuenciación, genética inversa, PCR, etc.) habían alcanzado una madurez suficiente como para que se planteara la pertinencia y viabilidad de un proyecto coordinado de caracterización detallada (hasta nivel de secuencia de nucleótidos) del genoma humano y de genomas de una serie de organismos modelo.

¿Por qué cartografiar y secuenciar genomas?

La biología pretende dar respuestas lo más completas y detalladas posibles de los fenómenos vitales. Al ser el ADN la molécula universal de la herencia, y constituir la base genética de la vida, la tendencia natural ha sido terminar buscando explicaciones al nivel de ADN. Este conocimiento molecular puede dar la clave de muchos fenómenos que hoy entendemos a niveles menos profundos ya descritos por otras ciencias biológicas (fisiología, biología celular, bioquímica, etc.).
Ha llegado un momento en que se plantea que abordar el estudio detallado de los genomas de los organismos es mucho menos costoso, y más interesante intelectualmente, logrando el conocimiento detallado de la secuencia. Pero los Proyectos Genoma no son más que un punto de arranque para nuevos descubrimientos en las ciencias biomédicas. Con los datos de secuencias habrá que trabajar para dar respuestas a cuestiones de expresión de genes, de regulación genética, de interacción de las células con sus entornos, etc.
La secuenciación de genomas de plantas y animales domésticos conducirá a nuevos avances en la mejora agronómica y ganadera.
Para comprender la evolución será cada vez más esencial el disponer de datos de secuencias. La bionformática permite comparar genes y genomas completos, lo que junto con otros datos biológicos y paleontológicos, está dando nuevas claves de la evolución de la vida.
La principal justificación del PGH de cara a la sociedad es la promesa de avances importantes en Medicina. Aunque el estudio de las enfermedades en humanos se ha venido haciendo mayoritariamente en ausencia de su comprensión genética, la disponibilidad de técnicas poderosas anima a emprender la secuenciación sistemática, lo que suministrará un formidable impulso sobre todo para las enfermedades poligénicas y multifactoriales. Una de las consecuencias más inmediatas del PGH (y que ya experimentamos desde hace unos años) es la de disponer de sondas y marcadores moleculares para el diagnóstico de enfermedades genéticas, de cáncer y de enfermedades infecciosas. A plazos mayores, se espera que a su vez la investigación genómica permita diseñar nuevas generaciones de fármacos, que sean más específicos y que tiendan a tratar las causas y no sólo los síntomas. La terapia genética, aunque aún en sus balbucientes inicios, puede aportar soluciones a enfermedades, no sólo hereditarias, sino cáncer y enfermedades infecciosas.
Uno de los principales objetivos es desarrollar a corto plazo tecnologías de vanguardia. Es decir, una de las principales justificaciones del PGH es la necesidad de impulsar poderosas infraestructuras tecnológicas que deben de proporcionar a las instituciones, empresas y países implicados un lugar de privilegio en la investigación biomédica y en multitud de aplicaciones industriales (diagnósticos, terapias, instrumental de laboratorio, robótica, hardware, software, etc.).

Origen del Proyecto Genoma

Aunque antes de los años 80 ya se había realizado la secuenciación de genes sueltos de muchos organismos, así como de "genomas" de entidades subcelulares (algunos virus y plásmidos), y aunque "flotaba" en el entorno de algunos grupos de investigación la idea de comprender los genomas de algunos microorganismos, la concreción institucional del PGH comenzó en los EEUU en 1986 cuando el Ministerio de Energía (DOE), en un congreso en Santa Fe (NM) planteó dedicar una buena partida presupuestaria a secuenciar el genoma humano, como medio para afrontar sistemáticamente la evaluación del efecto de las radiaciones sobre el material hereditario. El año siguiente, tras un congreso de biólogos en el Laboratorio de Cold Spring Harbor, se unió a la idea el Instituto Nacional de la Salud (NIH), otro organismo público con más experiencia en biología (pero no tanta como el DOE en la coordinación de grandes proyectos de investigación). El posterior debate público tuvo la habilidad de captar la imaginación de los responsables políticos, y ofrecer el atractivo de que no sólo el PGH era el gran emblema tecnocientífico de finales de siglo (como lo había sido el Proyecto Apolo en los años 60), sino que uno de sus fines explícitos era desarrollar tecnologías de vanguardia y conocimiento directamente aplicable (no sólo en el campo de la biotecnología) que asegurarían la primacía tecnológica y comercial del país en el siglo XXI. En 1988 se publicaron informes de la Oficina de Evaluación Tecnológica del Congreso (OTA) y del Consejo Nacional de Investigación (NRC), que supusieron espaldarazos esenciales para dar luz verde a la Iniciativa. Ese mismo año se establece la Organización del Genoma Humano (HUGO), como entidad destinada a la coordinación internacional, a evitar duplicaciones de esfuerzos, y a diseminar el conocimiento. El comienzo oficioso del PGH corresponde a 1990, y se calcula que terminará el 2005. Sus objetivos eran elaborar en una primera etapa mapas genéticos y físicos con suficiente resolución, mientras se ponían a punto técnicas más eficientes de secuenciación, de modo que en la fase final se pudiera abordar la secuenciación de todo el genoma humano. Entre los objetivos se cuentan igualmente la caracterización y secuenciación de organismos modelo, y la creación de infraestructura tecnológica, entre la que destacan nuevas herramientas de hardware y software destinadas a automatizar tareas, a procesar la enorme cantidad de datos que se esperan, y a extraer la máxima información biológica y médicamente significativa.
Aunque en un principio se calculó que el PGH americano costaría unos 3000 millones de dólares y duraría 15 años, tanto el coste como los plazos han tenido que ser estimados a la baja, debido a innovaciones tecnológicas que abaratan y acortan la investigación. Los fondos federales estadounidenses dedicados hasta ahora (1998) al PGH ascienden a 1.9 mil millones de dólares (casi 300.000 millones de pesetas).
En 1993 los fondos públicos para el PGH fueron 170 millones de dólares, mientras que la industria gastó 80 millones. Conforme pasa el tiempo, la inversión privada se está haciendo más importante, e incluso amenaza con adelantarse a los proyectos financiados con fondos públicos. Recientemente (mayo de 1998), la empresa TIGR anunció la creación de un proyecto conjunto con Perkin-Elmer (fabricante de secuenciadores automáticos) que podría conducir a terminar por su cuenta la secuencia humana a un coste equivalente a la décima parte del proyecto público y con unos plazos más breves.
Para hacerse una idea de las ventajas del PGH con relación a otros ámbitos tradicionales de investigación médica, se pueden dar algunas cifras:

bulletEl aislamiento por clonación posicional del gen de la fibrosis quística costó $ 30 millones. Se calcula que, de haber tenido un buen mapa como los actuales, hubiera costado solamente $ 200.000.
bulletEl desarrollar un nuevo medicamento cuesta como mínimo 50 millones de dólares.
bulletEl gasto sanitario total estadounidense es de 600 mil millones de dólares.
bulletEl NIH está gastando un 2-3% de su presupuesto al PGH

Organismos transxénicos

William H. Velander, Henryk Lubon e William N. Drohan
Ao ano de nacer Genie, a nosa porquiña experimental, criaba xa a sete fermosos bacoriños, subministrándolle co seu leite os moitos nutrintes que necesitan para vivir e engordar. A diferencia doutras cochas, o leite de Genie contén tamén unha substancia que algunhas persoas gravemente enfermas requiren con apremo: a proteína C humana. Tradicionalmente, esas proteínas sanguíneas obtivéronse mediante métodos que implican o procesamento de grandes cantidades de sangue humana procedente de doazóns ou o cultivo de inxentes cantidades de células en enormes biorreactores de aceiro inoxidable. Pero Genie produce proteína en abundancia e sen necesidade de axuda. É a primeira porca do mundo que fabrica unha proteína humana no seu leite.
Geni coroa un proxecto de investigación concibido dez anos atrás. En colaboración con especialistas na obtención destas proteínas do sangue, adscritos á Cruz Vermella Americana, consideramos a posibilidade de cambiar a composición do leite dun animal para incluír macromoléculas de perentoria necesidade. En teoría, unha aproximación deste tipo podería xerar a cantidade que se precisara de calquera das proteínas do sangue utilizadas con fins terapéuticos, produción que acostuma ficar moi curta.
A demanda deste tipo de medicamentos é ampla e diversa. Pensemos nos hemofílicos, necesitados de axentes coagulantes, en especial de Factor VIII e Factor IX, dúas proteínas sanguíneas. Certas persoas cunha deficiencia conxénita precisan proteína C extra (que controla a coagulación) para suplementar as súas escasas reservas; tamén poden beneficiarse delas os doentes que sufriron certas intervencións cirúrxicas de substitución. Outro exemplo da importancia das proteínas do sangue con fins terapéuticos atopámolo nas persoas que sofren cardiopatías ou accidentes cerebrovasculares.

(Investigación y Ciencia, Marzo, 1997)

Os xens supresores de tumores e o cancro

RESUMEN

En el siguiente trabajo de revisión, se exponen los aspectos más relevantes acerca de los genes supresores y el papel que éstos juegan en la aparición y desarrollo del cáncer. Para abordar esta novedosa temática, se mencionan los diferentes tipos de genes supresores de tumores así como la asociación de los mismos con las diferentes enfermedades malignas. Se hizo énfasis en el modo de acción de algunos de ellos, por considerar que son de gran importancia dentro de la célula, en el control de los procesos de proliferación y diferenciación. Seguidamente se describen de forma breve algunas de las principales herramientas con que se cuenta para la determinación de las diferentes alteraciones en estos genes supresores. Finalmente se aborda la importancia del conocimiento de los mismos en el diseño de nuevas terapias que actúen de forma específica y dejen atrás los efectos indeseables de las terapias convencionales.
Descriptores DeCS: SUPRESION GENETICA; MUTACION; NEOPLASMAS/genética; NEOPLASMAS/terapia.
Las más de 30 000 millones de células que constituyen nuestro organismo nacen, crecen, se dividen y mueren bajo la estricta vigilancia del material hereditario, o sea, de la molécula de ADN. Por tanto unas células regulan la proliferación de otras, para asegurarse de este modo que los órganos y tejidos crezcan en equilibrio y mantengan la arquitectura corporal. La reproducción celular está supervisada por determinados sistemas de control extremadamente rigurosos. Para que una célula se divida en 2 células hijas idénticas es necesario la participación de una gran cantidad de moléculas como proteínas, enzimas, factores de crecimientos y de genes que se activan y desactivan con la precisión de la maquinaria de un reloj.1-4 En las células normales, el reloj integra la mezcla de señales reguladoras del crecimiento recibidas por la célula y decide si ésta debe o no pasar a través de su ciclo de vida.5,6 El más mínimo fallo que tenga lugar en uno de los sistemas de control puede acarrear una tragedia celular.
Las células de un tumor descienden de una ancestral común, que en algún momento, generalmente décadas antes de que el tumor se manifieste, inició un programa de división indebido. La transformación maligna de una célula acontece por acumulación de mutaciones en unos genes específicos, los cuales son la clave molecular para entender las raíces del cáncer.
Estos genes están agrupados en 2 familias. La primera está integrada por los protooncogenes, los cuales dirigen la producción de proteínas como ciclinas, factores de crecimiento, receptores, etcétera que estimulan la proliferación celular. Cuando éstos mutan se transforman en oncogenes, los cuales son capaces de orquestar la multiplicación anárquica de las células, de modo que algunos de ellos hasta fuerzan la maquinaria celular plara que sintetice de forma masiva determinados factores de crecimiento.
La segunda familia está integrada por los genes supresores de tumores también conocidos como genes supresores, que en el organismo sano controlan la proliferación celular. Ellos, por tanto son reguladores negativos de crecimiento y cuando no están presentes en la célula o se encuentran inactivos a causa de mutaciones, las células dejan de crecer normalmente y adquieren propiedades proliferativas anormales, características de las células tumorales.

Algunos genes supresores y su asociación con los diferentes tumores

A diferencia de aquellos tumores causados como resultados de alteraciones de los oncogenes, donde una mutación que active un simple alelo es dominante sobre su variante sana y la tumorigénesis resulta de la ganancia de una función, existen tumores que son causados por un mecanismo diferente como la pérdida de ambos alelos en un locus (lo cual tiene acción tumorigénica). La propensión para formar tales tumores puede ser heredado a través de la línea germinal y esto también puede ocurrir como resultado de cambios somáticos en el individuo. Tales casos identifican genes supresores de tumores: secuencias genómicas cuyos productos son necesarios para el funcionamiento normal de la célula y cuya pérdida de función causa tumores.7-10
En el conocimiento de los genes supresores se han dado algunos pasos importantes. Los estudios moleculares han identificado hasta la fecha más de 17 genes supresores de tumores implicados directamente en el cáncer humano. Ellos codifican para una serie de proteínas localizadas en distintas regiones dentro de la célula, tanto en el citoplasma como en el núcleo.
Los 2 genes mejor caracterizados de esta clase codifican para las proteínas p53 y RB.11

Genes supresores de tumores

Genes para proteínas en el citoplasma

APC Está involucrado en cánceres de colon y estómago.
DPC4 Codifica para una molécula en una ruta de señalización que inhibe la división celular. Involucrado en cáncer pancreático.
NF-1 Codifica para una proteína que inhibe una proteína (Ras) estimulatoria. Involucrado en neurofibroma y pheochromocytoma (cánceres de el sistema nervioso periférico) y leucemia mieloide.
NF-2 Involucrado en meningioma y ependimoma (cánceres de cerebro) y schwannoma (afecta la vaina que envuelve los nervios periféricos).

Genes para proteínas en el núcleo

MTS1 Codifica para la proteína p16, un componente del reloj del ciclo celular. Involucrada en un amplio rango de cánceres.
RB Codifica para la proteína pRB, uno de los principales controles del ciclo celular. Involucrado en el retinoblastoma y cánceres de hueso, vejiga, células pequeñas de pulmón y cáncer de mama.
p53 Codifica para la proteína p53, la cual puede detener la división celular e inducir a las células anormales a matarse ellas mismas. Involucrado en una gran cantidad de cánceres.
WT1 Involucrado en el tumor de Wilm del riñón.

Genes para proteínas cuya localización celular no está clara aún

BRCA1 Involucrado en cánceres de mama y ovario.
BRCA2 Involucrado en cáncer de mama.
VHL Involucrado en cáncer de células renales.
p53
El gen p53 es considerado por muchos autores como "el guardián del genoma". A partir de este gen se sintetiza una proteína, que lleva el mismo nombre y se activa cuando la célula se dispone a dividirse, para vigilar la secuencia normal de acontecimientos genéticos que permiten la proliferación celular. Si el material genético de la célula resulta dañado o si algún sistema de control se desajusta, esta lo detecta e intenta restaurarlo. Si la lesión no es grave, la p53 detiene la división celular y activa los genes reparadores del ADN. Si la p53 estima que el daño es irreparable entonces ordena que se pongan en marcha los mecanismos genéticos para que la célula entre en apoptosis o muerte celular programada. Si este gen (p53) sufre alguna mutación, no permite que la célula sea eliminada mediante la muerte programada, tampoco se ocupa de reparar los daños en el ADN y da lugar al inicio del proceso tumoral. Este gen es el más frecuentemente mutado en los cánceres humanos, más de un 50 % de los tumores tienen genes p53 anormales, produciéndose una proteína alterada.12-14
Pero la pérdida de la función de esta proteína no solo puede deberse a una mutación en el gen que la origina, sino que existen otros mecanismos que pueden provocar que la célula carezca de un control tan importante como éste. Un ejemplo bien estudiado es la infección por ciertos virus como el papilomavirus humano, el cual presenta una proteína temprana denominada E6, la cual se une a la proteína p53 y potencia su degradación mediada por ubiquitina.15-17
RB
El producto del gen supresor de tumores RB, ejerce su efecto durante la primera parte de la fase G1 del ciclo celular. En este período o en las células quiescentes, esta proteína es unida al factor de la transcripción E2F. Este complejo tiene 2 funciones, en primer lugar, muchos de los genes cuyos productos son esenciales para la fase S de dicho ciclo dependen de la actividad del factor E2F. Por tanto el RB, mediante el secuestro de este factor de la transcripción garantiza que la fase S no pueda ser iniciada. En segundo lugar, el complejo E2F-RB reprime la transcripción de otros genes. En el punto de restricción de la fase G1 del ciclo celular o cerca del mismo el RB es fosforilado por el complejo quinasa/ dependiente de ciclinas y esta fosforilación causa la liberación del factor E2F por el RB, el cual entonces activa los genes cuyas funciones son requeridas para la fase S, también derreprime otros genes cuya función estaba controlada por el mismo complejo.
El retinoblastoma es una enfermedad humana infantil que involucra un tumor de retina. La misma es causada por la pérdida de ambas copias del gen RB en la banda q14 del cromosoma 133,18,19 En la forma hereditaria un cromosoma tiene una deleción en esta región y la segunda copia es perdida por deleción somática en el individuo. En la forma esporádica, ambas copias se pierden por eventos somáticos individuales. (fig.). Las deleciones en los alelos normales del gen RB no es la única causa de la pérdida de la función proteica. También los papilomavirus humanos se valen de una proteína temprana, denominada E7, capaz de unir a la proteína RB permitiendo la liberación del factor de la transcripción E2F con la activación de los genes cuyos productos proteicos son requeridos en los procesos de síntesis celulares que acontecen mientras la célula se prepara para su división.20-23
NF1
Otra de las formas en que pueden actuar estos genes supresores de tumores es bloqueando el flujo de señales a través de los circuitos estimulatorios del crecimiento. Uno de estos genes supresores de tumores es el producto proteico del gen NF1. Esta proteína citoplasmática atrapa a la proteína Ras antes de que esta pueda emitir sus directivas promotoras del crecimiento. Las células carentes de NF1, han perdido un contrabalance importante para Ras. Este gen está relacionado con los neurofibromas, pheochromocytoma, leucemia mieloide y ciertos cánceres del sistema nervioso periférico.

Fig. El retinoblastoma es causado por la pérdida de ambas copias del gen RB en la banda del cromosoma 13q14. En la forma hereditaria, un cromosoma tiene una deleción en esta región, y la segunda copia es perdida por mutación somática en el individuo. En la forma esporádica ambas copias se pierden por eventos somáticos individuales.
BRCA1
En el año 1990, un grupo de investigadores reportó la relación existente entre la aparición temprana del cáncer de mama con una región del brazo largo del cromosoma 17.24 Más tarde se precisó que la región que contenía el locus de la enfermedad (denominado BRCA1) era en el 17q21. En 1994 se reportó la clonación y la secuenciación del gen BRCA1.25 Se conoce de la existencia de cientos de mutaciones diferentes de las cuales pueden resultar proteínas truncadas o ausentes. Se han descrito también 5 mutaciones puntuales en tumores de ovario.26 Además, se ha detectado la pérdida de heterocigosidad de 2 nuevos genes supresores de tumores.27
BRCA2
En el brazo 13q fue mapeado otro locus relacionado con la aparición del cáncer mamario familiar.28 A finales de 1995 fue identificado el gen y la secuencia completa fue publicada en marzo del siguiente año.29,30 Mutaciones en BRCA2 están muy relacionadas con el cáncer de mama, siendo las mutaciones somáticas de este gen infrecuentes en la aparición del cáncer de ovario.

Detección de alteraciones moleculares en los genes supresores de tumores

En la actualidad se cuenta con técnicas muy útiles en la determinación de alteraciones moleculares en los genes supresores de tumores.31 La pesquisa de la pérdida de heterocigosidad permite la detección de inserciones o deleciones. Si se trata de cambios pequeños en la secuencia nucleotídica como mutaciones puntuales y pequeñas deleciones e inserciones que no afecten la transcripción y la traducción de la proteína resultan de gran utilidad el análisis de polimorfismo conformacional de simple cadena (SSCP, del inglés single-stranded conformation polymorphism), la electroforesis en geles con gradientes desnaturalizantes (DGGE, del inglés denaturing gradient gel electrophoresis) y los ensayos de truncamiento de la proteína (PTT, del inglés protein truncation). Una vez que se ha visto la presencia de mutaciones en las muestras, entonces la secuenciación directa determinaría la naturaleza de la mutación.

Importancia de los genes supresores de tumores en el diagnóstico y en la terapia

Uno de los factores limitantes en los tratamientos utilizados para la cura del cáncer es la toxicidad o daño que se le hace a los tejidos normales. Las altas dosis de radiaciones y agentes quimioterapéuticos necesarias para matar células tumorales resistentes podría conducir a la muerte del paciente como resultado de la toxicidad sobre los tejidos normales. El éxito consiste en encontrar la forma de matar selectivamente las células tumorales sin afectar al tejido normal. Para esto es muy importante conocer las diferencias moleculares y celulares entre células normales y células tumorales con vista a definir blancos específicos dentro de estas últimas. La terapia génica abre las puertas a una nueva era, aunque los estudios en humanos apenas comienzan, realizándose la mayoría de dichos experimentos en animales, donde se han obtenido resultados alentadores. Uno de los principales objetivos de la transferencia de genes terapéuticos contra el cáncer es normalizar el ciclo celular inhibiendo oncogenes o restaurando la actividad de los genes supresores de tumores. En personas que hayan perdido ambos alelos del gen que codifica para la proteína p53 o para RB, la administración de las versiones sanas pueden restablecer el funcionamiento normal de la célula, la cual contaría otra vez con su sistema de vigilancia de los eventos genéticos que tienen lugar durante la proliferación celular.32 Por esta razón los estudiosos del tema se enfrascan en la difícil tarea de determinar y caracterizar todas las variantes genéticas implicadas en la aparición y desarrollo del cáncer.

Test de Ames

Diversas familias de bacterias se han caracterizado exhaustivamente y se han empleado como buenos modelos para determinar el potencial mutagénico de cualquier compuesto químico.
En términos biológicos, un mutágeno (del latín, “origen del cambio”) es un agente físico, químico o biológico que altera o cambia la información genética, fundamentalmente ADN, de un organismo y ello incrementa la frecuencia de mutaciones por encima del nivel natural. Cuando numerosas mutaciones causan el cáncer adquieren la denominación de carcinógenos. No todas las mutaciones son causadas por mutágenos. Hay que destacar que, gracias a las mutaciones, actualmente existe gran biodiversidad en nuestro planeta. Si no fuera por las variaciones que producen las alteraciones en el ADN, no habría variabilidad fenotípica, ni adaptación a los cambios ambientales. Por lo tanto, las mutaciones tienen su parte positiva, partiendo de la base de que todo proceso biológico tienes sus ventajas e inconvenientes. Aunque también hay que decir que el cáncer es considerado como el producto final de uno o más fenómenos de mutación. La mutagénesis química se descubrió en 1942 cuando Carlota Averbach y J. M. Robson descubrieron que la mostaza nitrogenada (un ingrediente de los gases asfixiantes que se han utilizado en las guerras) producía mutaciones. Al final de la Segunda Guerra Mundial se conocían de 30 a 40 compuestos mutagénicos. Actualmente hay más de seis millones de sustancias químicas de ese tipo, las cuales se clasifican según su modo de acción, de los que más de medio millón se utilizan en los procesos de fabricación industrial (electrónica, textil, limpieza, etc).
El bioquímico Bruce Ames desarrolló e implantó en la década de 1970 un ensayo para identificar mutágenos potenciales. El test de Ames es un ensayo biológico -empleando bacterias- que evalúa el potencial mutagénico de compuestos químicos. Es un ensayo rápido, relativamente barato y de tremenda utilidad como medida inicial de evaluación de la peligrosidad de familias de compuestos químicos. El test funciona justo al revés de como uno esperaría: se empieza con bacterias mutantes y se buscan compuestos químicos que puedan cambiarlas para que de nuevo sean bacterias normales (tipo salvaje o wild type).
En el test de Ames, un mutágeno potencial es colocado sobre un papel de disco en el centro de una placa de Petri sobre la cual sólo células bacterianas que mutan son capaces de crecer. El potencial mutagénico del compuesto en cuestión es determinado por la cantidad de aumento en el crecimiento bacteriano. La información obtenida de esta manera es altamente comparable con los resultados de ensayos con los mismos compuestos químicos en roedores. Los investigadores también manipulan células de ratón para hacerlas blancos potenciales para carcinógenos y transferir genes de células cancerígenas a ratones saludables, los cuales les han llevado a la conclusión de que las mutaciones en “genes clave” pueden provocar los cambios que desencadenan el cáncer.
La prueba utiliza varias cepas de la bacteria Salmonella typhimurium, alteradas genéticamente para presentar mutaciones en los genes implicados en la síntesis de histidina. A causa de dichas mutaciones, estas bacterias requieren de un suministro externo de histidina para su crecimiento. El ensayo pone a prueba la capacidad del mutágeno para provocar una alteración genética en las bacterias que permita el retorno al crecimiento en un soporte libre de histidina. Cuando la histidina se agota, sólo las bacterias que hayan mutado para obtener la capacidad de producir su propia histidina van a sobrevivir y multiplicarse. En el experimento la placa se incuba durante 48 horas, y la mutagenicidad de la sustancia será proporcional al número de colonias observadas en la placa.
Pero esta prueba presenta el inconveniente de que la Salmonella es una célula procariota, por lo tanto no es el modelo más apropiado para simular el efecto mutagénico de un compuesto en células humanas, es decir, eucariotas. Por ello se han adaptado modelos in vitro para algunas células eucariotas como las levaduras (Saccharomyces), y se están probando nuevos experimentos combinando el test de Ames con modernas técnicas basadas en el uso del ADN recombinante.