Tecnología

El laboratorio de tamiz de PerkinElmer Genetics en Bridgeville, PA con tecnología de punta de lanza, ofrece los programas más completos para la detección desórdenes metabólicos.

El alcance de la tecnología y los servicios ofrecidos por nuestro laboratorio nos distingue de otros que ofrecen pruebas similares. Nos enorgullecemos de ser uno de los pocos laboratorios que utiliza una combinación de espectrometría de masas tándem (MS/MS), tecnologías moleculares y análisis bioquímico para garantizar resultados exactos y oportunos de las muestras analizadas.

Análisis Bioquímico

¿Qué es una prueba bioquímica?

Las pruebas bioquímicas observan los niveles de substancias y enzimas específicas que son producidas por reacciones químicas en el cuerpo.

Los desórdenes metabólicos con frecuencia son el resultado de una enzima que falta o que no funciona. Cuando falta una enzima, o cuando ésta se presenta en cantidad reducida, o no funciona correctamente, el cuerpo no puede desempeñar sus reacciones químicas usuales. Como resultado, pueden ocurrir varios cambios dañinos en la bioquímica del cuerpo. Estas incluyen la acumulación de substratos, la acumulación de precursores, deficiencia de productos, y el redireccionamiento de substratos a vías alternas.

Las pruebas bioquímicas observan los niveles de estos desordenes y pueden ser utilizadas para detectar varias condiciones metabólicas diferentes.

¿Qué desórdenes identifica Pediatrix Screening por medio de pruebas bioquímicas?
Deficiencia de Biotinidasa

La deficiencia de biotinidasa es causada por mutaciones en el gen biotinidasa, resultando en una pérdida de función de la enzima. PerkinElmer Genetics utiliza una valorización automatizada para cuantificar la actividad de biotinidasa. Las muestras con baja actividad se analizan nuevamente por un segundo nivel de pruebas de ADN, buscando mutaciones comunes para confirmar la deficiencia (ver pruebas moleculares para más detalles).

Hiperplasia Adrenal Congénita (HAC, o CAH, por sus siglas en inglés)

El HAC es causado por una deficiencia de la enzima 21-hidroxilasa. Cuando esta enzima se vuelve deficiente o inactiva, el precursor 17-hidroxiprogesternoa (17-OHP) se acumula. PerkinElmer Genetics utiliza un método ELISA para detectar la cantidad de moléculas 17-OPH presentes. Contamos también con una valorización extraída que reduce la cantidad de substancias contaminantes en la sangre para obtener una medición más precisa del 17-OHP. Este método de extracción reduce el número de falsos positivos en los resultados del tamiz. Conjuntamente, nuestro tamiz identifica tanto el exceso de sal así como formas simples de virilización de CAH. En un futuro próximo, el análisis de ADN para mutaciones genéticas de CAH común también se llevará a cabo según se amerite.

Fibrosis Quística

La fibrosis Quística se caracteriza por sus severos problemas respiratorios y deficiencias de enzimas pancreáticas. Como resultado de los problemas pancreáticos, los niños con fibrosis quística con frecuencia tienen altos niveles de inmuno-reactivo tripsinógeno (IRT) en la sangre. PerkinElmer Genetics utiliza un método ELISA para medir el nivel de IRT. Dado que un alto nivel de IRT puede ser causado por situaciones ajenas a la fibrosis quística, Pediatrix Screening emplea un segundo nivel de tamiz para detectar la mutación delta F508 del gen de fibrosis quística. (Ver sección de pruebas moleculares para más información acerca de esta prueba.) Este segundo nivel reduce el número de falsos positivos en los resultados del tamiz.

Galactosemia:

La galactosemia es causada por la deficiencia en una de varias enzimas necesarias para procesar azúcar de leche, también llamada lactosa. Cuando un bebé con galactosemia ingiere productos lácteos, otra azúcar llamada galactosa se acumula en la sangre. La forma clásica de esta condición resulta en una deficiencia de la enzima galactosa-1-fosfato uridiltransefrasa (GALT, por sus siglas en inglés). Otras formas de galactosemia son causadas por deficiencias de otras enzimas como galactokinasa y epimerasa. PerkinElmer Genetics utiliza métodos fluorométricos para medir el nivel total de galactosa, así como el nivel de actividad GALT. Basados en estos resultados, se pueden llevar a cabo pruebas para niveles modificados de galactosa y análisis de ADN para las tres mutaciones más comunes de galactosemia (Ver sección de pruebas moleculares para más información sobre tamiz de ADN). Conjuntamente, estos métodos proveen el tamiz más completo para galactosemia y significativamente reduce tamices falsos completos para galactosemia y significativamente reduce el número de resultados falsos negativos en el tamiz.

Hipotiroidismo Congénito (HC)

El Hipotiroidismo Congénito es causado por un nivel anormalmente bajo de tiroxina circulante, lo cual dispara un incremento en la producción de una hormona que estimula la glándula tiroidea (TSH). En PerkinElmer Genetics medimos el TSH en las manchas de sangre con un método ELISA para detectar HC.

¿Existen algunas consideraciones especiales para el análisis bioquímico?

Ya que varios de nuestros métodos de tamiz bioquímico dependen de la medición del nivel de actividad de enzimas o su función, es importante que las muestras de sangre para prueba no sean expuestas excesivamente al calor o a la humedad. Dicha exposición podría ser dañina a la muestra de sangre y podría causar que ciertas enzimas se degraden. Si la muestra es expuesta a altas temperaturas o a alta humedad, la degradación potencial de la enzima podría llevar a un resultado falso positivo en la prueba. PerkinElmer Genetics cuenta con un mecanismo para identificar muestras con obvia exposición a condiciones excesivas y las clasificará como inaceptables para prueba. Muestras con exposiciones menos obvias pueden no clasificarse como tales.

Espectrometría de Masas Tándem (MS/MS)

La espectrometría de masas tándem (MS/MS) es posiblemente el avance más significativo en tamiz de recién nacidos de los últimos 30 años. Un espectrómetro de masas tándem es un instrumento especializado que detecta moléculas midiendo su peso (masa). Los espectrómetros de masas miden el peso electrónicamente y presentan los resultados en la forma de espectro de masas. Un espectro de masas es una gráfica que muestra cada molécula específica por peso y cantidad de moléculas presentes.

Una sencilla muestra de un recién nacido contiene miles de moléculas que van desde moléculas pequeñas tales como sales hasta proteínas grandes como lo es la hemoglobina. Cuando se agrega alcohol a la mancha de sangre seca, se extraen varios cientos de moléculas las cuales pueden ser estudiadas.

Si se estudia directamente la mezcla completa se produce una gráfica compleja y es difícil diferenciar bioquímicamente a las moléculas importantes de otras menos importantes del mismo peso. Para que la gráfica sea más fácil de analizar, las moléculas importantes deberán ser separadas de todas las demás moléculas. Antes de que existiera la tecnología MS/MS, estas moléculas podían separarse únicamente por métodos físicos(cromatografía de gases y líquidos) que requerían entre 10 y 30 minutos cada uno. Un espectrómetro de masas tándem puede hacer la tarea de una manera exacta en aproximadamente dos minutos.

¿Cómo funciona un espectrómetro de masas?

Un espectrómetro de masas funciona de una manera parecida a la de buscar una moneda entre muchas en un bolsillo. Cada moneda tiene cierto tamaño y peso (una moneda de 25 centavos pesa más que una de 10 centavos). Después de sortear por peso y tamaño, la cantidad de cada tipo de moneda puede ser contada con rapidez. Los espectrómetros de masas tándem pueden llevar el sorteo a otro nivel. Por ejemplo, considere que las nuevas monedas de 25 centavos que llevan el diseño de un estado en una de sus caras. Cada moneda tiene un peso y tamaño similar pero con una estructura ligeramente diferente. Un espectrómetro de masas tándem puede sortear con rapidez bioquímicamente las moléculas importantes de peso similar, de la misma manera en que puede usted sortear cuántas monedas de 25 centavos nuevas de Pennsylvania, Massachusetts, o Georgia, tiene en su bolsillo.

¿Por qué es el MS/MS el mejor método para tamiz de recién nacidos?

El espectrómetro de masas tándem mide muchas moléculas diferentes en una sola prueba. Métodos más antiguos de prueba requieren del uso de varios exámenes para observar diferentes tipos de moléculas resultando en un alto consumo de tiempo y alto costo. Con el espectrómetro de masas tándem los resultados están disponibles rápidamente y además son más exactos. Por ejemplo, pruebas MS/MS para PKU estudian los niveles de dos químicos. fenilalanina (phe) y tirosina. Aunque la mayoría de los bebés con PKU tendrán un nivel elevado de phe, casi todos los bebés con este desorden tendrán un alto nivel de phe comparado con la tirosina. Esto es importante porque los métodos anteriores de prueba observaban solamente el phe, y podían no detectar algunos bebés con PKU. La prueba MS/MS es más exacta que el estudio phe a solas porque existen varias razones aparte de PKU por las cuales un niño podría tener niveles elevados de phe en la sangre. Estos incluyen pre-madurez, dietas especiales, enfermedad hepática, y diferencias en la recolección de sangre. La comparativa de fenilalanina a tirosina por lo general no es alta en estas instancias, por lo tanto las pruebas MS/MS reducen la cantidad de resultados PKU falsamente “anormales”.

La espectrometría de masas tándem también es superior a otros métodos de prueba porque el estudio de múltiples químicos al mismo tiempo permite la exacta determinación del desorden específico que pudiera tener el niño. Esta tecnología es de especial ayuda en la identificación de desórdenes específicos que comparten elevaciones de químicos comunes. Por ejemplo, las deficiencias MCAD y MADD presentan altos niveles de un químico llamado octanoilcarnitina (C8). Si observamos C8 solo y vemos que está alto, no podremos distinguir cual de los dos desórdenes pudiera tener el niño. Pero, si observamos C8 en combinación con otros químicos, la imagen se vuelve más clara. Por ejemplo, individuos con MADD también presentarán un nivel inusual de decanoilcarnitina relativo al C8 y niveles más altos de acilcarnitnas en cadenas largas y cortas. Esto hallazgos no son vistos en deficiencia MCAD y son el distintivo entre las dos condiciones.

Finalmente, existe un obvio beneficio de costo al ejecutar aminoácidos y acilcarnitinas en un sólo perfil. Actualmente, PerkinElmer Genetics monitorea más de 60 químicos y relaciones químicas en una sola prueba. Estos marcadores dan indicadores de enfermedades, aseguramiento de calidad, y contaminantes potenciales que pudieran interferir con otros estudios. Los marcadores también rinden información acerca de hiperalimentación, métodos de recolección, y tratamiento de fármacos. La espectrometría de masas tándem mide estos indicadores o marcadores en una ejecución típica de dos minutos.Los análisis que lleva a cabo PerkinElmer Genetics producen resultados que pueden ser utilizados por médicos calificados en el diagnóstico de ciertos desórdenes. Aunque la evidencia de dichas condiciones será detectada en la vasta mayoría de los individuos afectados, debido a la variabilidad genética, podría no detectarse en todos.

Tecnologías Moleculares

PerkinElmer Genetics desempeña análisis clínicos rutinarios para apoyar el Programa Suplementario de Tamiz en Recién Nacidos (SNS, por sus siglas en inglés). La División Molecular apoya el programa SNS con análisis de segundo nivel de los especimenes que presentan resultados positivos putativos después del análisis inicial.

El análisis inicial en el programa de tamiz en el recién nacido, busca niveles anormalmente altos de químicos críticos en la sangre de los recién nacidos. Muchos de los desórdenes que se valorizan en el programa tienen anomalías genéticas comunes, conocidas como mutaciones. Para detectar estas mutaciones comunes se emplea un procedimiento llamado reacción en cadena polimerasa (PCR, por sus siglas en inglés). El PCR es capaz de ampliar una pequeña región específica del ADN que contenga una de estas mutaciones comunes.

Esta pequeña región de ADN es posteriormente analizada para determinar si está presente la mutación. En nuestro laboratorio, se utiliza tecnología de vanguardia para determinar la presencia o ausencia de mutaciones específicas. La tecnología permite la identificación exacta de mutaciones en cuestión de minutos, mientras que los métodos más antiguos y tradicionales requieren de numerosos pasos y hasta un día entero para generar información equivalente. Esta tecnología nos permite obtener información genética crítica en cuestión de minutos, lo que permite a los médicos diagnosticar a sus pacientes de manera eficiente.

¿Qué es un gen?

Un gen es una sección específica de ADN que es responsable de una característica. Los genes están ubicados sobre en los cromosomas. Características tales como el color de ojos o de cómo nuestro cuerpo descompone un químico en particular son controladas por los genes.

¿Qué es una mutación?

El ADN está compuesto por cuatro bloques de construcción (adenina, citosina, timina, guanina) que tienen que mantenerse en un orden estricto para que funcionen correctamente. Se puede pensar en un gen como un collar de cuentas que consiste de cuatro tipos de bloques. Si la secuencia de los bloques es cambiada, posiblemente adenina en donde típicamente debe de estar una guanina, puede llegar a convertirse en una enfermedad resultando en una mutación. Una mutación es un cambio en la secuencia química del ADN.

¿Cómo copia la reacción en cadena polimerasa una pequeña secuencia específica dentro de un gen?

La reacción en cadena de polimerasa funciona como una máquina de “fotocopias” químicas, utilizando la manera el diseño natural del ADN para ser copiado dentro de las células. Al dirigir artificialmente la replicación de ADN en un tubo de ensayo, una pequeña sección del gen puede ser copiada miles de veces hasta que existan cantidades adecuadas para su análisis.

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