Fuente:
Lacadena Calero, R. Genética. Universidad Complutense (Madrid-España) 1999.
A fines
del siglo XX, las posibilidades y aplicaciones de los tratamientos génicos se
ampliaron notablemente, con diferentes resultados según las líneas celulares
manipuladas:
Los
experimentos con ratones transgénicos, bioquímica y fenotípicamente
modificados, han permitido evaluar la eficacia terapéutica de la transferencia
génica somática de vectores adenovirales con replicación alterada que
codificaban el ADNc de la ornitina transcarbamilasa (OTC). La duración de su
expresión está por determinar todavía, creo, pero los primeros resultados
parecen esperanzadores. Algo parecido puede decirse sobre la expresión de
beta-galactosidasa y a 1-antitripsina humana en hepatocitos aislados en
modelos transgénicos. A pesar de los problemas técnicos que persisten en
relación con la transferencia ex vivo de células y de la duración limitada de
la expresión terapéutica, hay al menos dos protocolos clínicos aprobados para
la transferencia ex vivo de genes al hígado. Los tratamientos van destinados a
pacientes con insuficiencia hepática aguda y al tratamiento de la
hipercolesterolemia familiar. De manera global, la precaución y el estudio
detenido de los protocolos clínicos presentados seguirán siendo la norma,
mientras persistan los problemas de expresión transitoria y grado de eficacia
insuficiente en el tratamiento genético hepático tanto in vivo como ex vivo.
El dominio
adquirido en los trasplantes de médula ósea y la capacidad que tienen las
células primordiales hematopoyéticas (CPH) para reconstituir totalmente la
médula ósea, hacen del sistema hematopoyético un candidato idóneo para el
tratamiento génico. Las inmunodeficiencias combinadas severas (ADA), las
hemoglobinopatías (talasemias), las deficiencias de adhesión leucocitaria y
las enfermedades de depósito lisosomal (enfermedad de Gaucher) han acaparado
la mayor parte de las investigaciones en tratamiento génico. Recientemente se
han identificado los genes responsables de tres enfermedades inmunitarias
ligadas al cromosoma X, y diversos tipos de leucemia, el cáncer y el SIDA
están siendo objeto de intensos estudios que incluyen aproximaciones
terapéuticas de tipo genético. En las CPH los vectores retrovirales parecen
ser, de momento, los más eficaces para la transferencia.
Su
deficiencia origina una disfunción intensa en las células T y B, que provoca
la muerte de los pacientes antes de los 2 años de edad por infección masiva.
Actualmente, el tratamiento preferido es el trasplante de médula ósea
procedente de un donante HLA idéntico, que puede producir una curación
completa aunque conlleva una alta morbilidad. Pero menos de un 30% de los
pacientes tienen un hermano HLA idéntico. La sustitución enzimática no
consigue una restitución inmunitaria completa y produce otros efectos tóxicos.
Un tratamiento sustitutorio, consistente en inyectar el enzima ADA combinada
con polietilenoglicol (PEG) permite en ciertos casos frenar los efectos de la
enfermedad. Pero es un tratamiento muy caro, ininterrumpido y de eficacia
inconstante.
Tras numerosos experimentos en organismos
modelo, se iniciaron a mediados de los años ‘90 ensayos clínicos de
transferencia génica de ADA hacia las células T periféricas, previamente
tratadas in vitro. Aunque algunos pacientes experimentaron una notable
mejoría clínica e inmunitaria, los resultados difieren considerablemente de
unos a otros y no llegan a normalizarse todos los índices de la función
inmunitaria. En opinión de algunos, ni en este ensayo pionero ni en otros
existen evidencias inequívocas de que el tratamiento genético ha producido
beneficios terapéuticos. Los riesgos de posible mutagénesis insertiva de
genes relacionados con el cáncer, después de repetidas transferencias
retrovirales, no se han visto confirmados hasta el momento. Pero los
modestos resultados han estimulado otras propuestas de ensayos clínicos en
Italia y Países Bajos. Según sus autores, en uno de estos últimos ensayos la
transferencia genética había funcionado y se había conseguido la
reconstitución inmunitaria. En todo caso, es preciso tener en cuenta que los
pacientes estuvieron recibiendo también inyecciones rutinarias de ADA
sintética, y estos tratamientos convencionales podrían ser responsables en
buena parte de su buena salud.
Autosómica
recesiva, es producida por el derivado proteico de un gen que codifica la
enzima glucocerebrosidasa. El trasplante alogénico de médula ósea ha corregido
la enfermedad en algunos pacientes, pero ya se ha conseguido la trasferencia
génica retroviral de un gen recombinante normal de la glucocerebrosidasa en
células madre de ratón, seguida de la expresión proteica en macrófagos
diferenciados a partir de células madre transducidas.
Las
hemoglobinopatías representan el trastorno genético más frecuente en humanos,
y la mayor parte de los experimentos con tratamiento génico persiguen la
expresión regulada de altos valores del gen de la globina utilizando vectores
retrovirales. Pero a mediados de 1994 no se había conseguido la expresión
regulada de los genes de la globina utilizando vectores retrovirales.
Los
procesos cancerígenos hereditarios como el retinoblastoma, poliposis
adenomatosa familiar, cáncer de mama y melanoma están relacionados con un gen
único que predispone al paciente a presentar neoplasia. Leucemia y linfomas no
hereditarios parecen provocados por nuevas mutaciones (translocaciones, a
menudo) que confieren un nuevo rasgo genético a la célula maligna. La
corrección génica de todas las células malignas implicadas en procesos
cancerígenos constituye un desafío sorprendente. Muchos estudios han intentado
incrementar la cantidad y citotoxicidad especifica de los linfocitos que
reaccionan con las células tumorales. Los primeros intentos incluían el
marcaje de unas células inmunes llamadas linfocitos de infiltración tumoral (TILs,
tumor-infiltrating lymphocytes) para seguir el progreso del tratamiento contra
el melanoma maligno.
Steven
Rosenberg, uno de los más conocidos investigadores sobre el cáncer de los
NIH, consiguió en 1990 la aprobación definitiva para una segunda aplicación
de la terapia génica a pacientes con casos avanzados de melanoma, cáncer de
piel que anualmente mata a unos 28.000 ciudadanos en EE.UU. El enfoque
adoptado por Rosenberg reconoce las limitaciones del recurso a fuerzas
externas (radiación, quimioterapia y cirugía) con los pacientes cancerosos y
propone una estrategia basada en los propios mecanismos internos del cuerpo,
como la terapia génica, para conseguir que el propio cuerpo rechace la
enfermedad. Rosenberg y su equipo extrajeron linfocitos de infiltración
tumoral procedentes de los tumores de pacientes con melanoma. Los TILs
fueron introducidos en una solución de interleuquina-2, una sustancia
natural que potencia su efecto destructor, y posteriormente expuestos a
retrovirus de leucemia de ratón manipulados. El sistema de transporte y
distribución de Rosenberg había sido neutralizado y dotado mediante técnicas
de ADN recombinante con un gen humano. Este gen codifica un factor de
necrosis tumoral (TNF), una proteína que interfiere con el suministro de
sangre al tumor y debilita las células tumorales. Los virus alterados se
insertan ellos mismos junto con su gen polizón dentro del material genético
de los TILs, y estos son inyectados en la sangre de los pacientes con
melanoma. Conforme a las previsiones, los TILs activados se hospedarían en
los tumores como si fuesen misiles teledirigidos, atacando las células
cancerosas y a la vez liberando el factor antitumoral (tóxico) para ayudar a
exterminarlos.
Un año después, sin embargo, el comité de
asesores científicos del National Cancer Institute's Division of Cancer
Treatment cuestionó la fiabilidad y algunos elementos cruciales de los
experimentos de Rosenberg, negándole un contrato de 3,9 millones de dólares
por 3 años para desarrollar células TIL en un laboratorio independiente. Han
fallado varios aspectos importantes en los dos años de experimentación.
Aunque los TILs sí se dirigían al tumor, no lo hacen los modificados con el
TNF. Parece que algo relacionado con la inserción del TNF interfiere con su
capacidad para hospedarse en el tumor. El resultado es que la mayor parte de
los linfocitos modificados quedan atrapados en el hígado, bazo y pulmones,
donde probablemente son destruidos. Y la expresión no regulada en estos
órganos del TNF puede originar procesos tóxicos secundarios.
Otro
método basado en la inmunoterapia ("vacunación genética" o inmunoterapia
activa) trata de aumentar el carácter "extraño" de las células tumorales para
estimular la acción antitumoral de las células asesinas (linfocitos T y
macrófagos) del sistema inmunitario. Las células tumorales producen en su
superficie unas proteínas anómalas capaces de activar las células asesinas.
Algunos tumores incluso son portadores de antígenos propios ("antígenos
asociados a los tumores") que permanecen "silenciosos" en las células normales[4].
Mediante
modificación genética se intenta potenciar la respuesta inmunitaria dirigida
contra el tumor. Se utilizan diversas proteínas específicas, especialmente
citoquinas y moléculas de adhesión celular (interleuquina-2, interleuquina-4,
el TNF, etc.) que no producen ningún efecto sobre el crecimiento de las
células tumorales in vitro pero inhiben el crecimiento del tumor in vivo. En
ratón, las células tumorales son eficazmente rechazadas cuando han sido
manipuladas mediante técnicas de ingeniería genética para expresar diversas
citoquinas o bien el complejo principal de histocompatibilidad. Esto hace
pensar que en humanos, el protocolo debería incluir la eliminación de una
parte del tumor, la transducción de las células in vitro con las formas de
expresión adecuadas y el reimplante de estas células tumorales al paciente. Se
han aprobado diversos protocolos clínicos en todo el mundo para la
transferencia in vitro a células tumorales de genes de citoquinas (IL-2, IL-4,
el interferón g , el GM-CSF o factor estimulante de colonias de granulocitos-macrófagos,
etc.) para diferentes tipos de cáncer: colonrrectal, de mama, melanoma
maligno, neuroblastoma, carcinoma de pulmón, de riñón, etc.
Otros
ensayos persiguen la utilización de genes protectores, mediante la
transferencia de genes que incrementen la resistencia a varios fármacos en
células madre de pacientes con tumores sólidos o leucemia y permitan niveles
superiores de quimioterapia para erradicar la enfermedad residual. Otros
estudios proponen utilizar genes destructores como los de la toxina diftérica
y los que codifican el TNF para eliminar las células cancerosas; o el empleo
de "genes suicidas", que transforman un producto no tóxico (por ejemplo, un
antivírico como el aciclovir) en un veneno que provoca la muerte de las
células. Otros enfoques del tratamiento génico contra el cáncer pretenden el
marcaje de las células malignas con proteínas codificadas por genes de
supresión tumoral como el p53 (alterado en el 50% de los casos) o ras
(alterado sólo en el 30%). In vitro, las células malignas a las que se ha
transferido la forma natural del p53 ya no tienen capacidad tumorigénica o la
tienen más débil que las células originales.
Poco
tiempo antes de concluir el siglo XX se ha desvelado el funcionamiento de otro
gen muy directamente implicado en la supresión de tumores, el p16. De momento,
se están diseñando los vectores para introducirlo adecuadamente en las células
tumorales y conseguir su expresión con arreglo a las previsiones. Pero el
propio director de equipo, el español Manuel Serrano, reconoce las
dificultades inherentes todavía a las terapias génicas y deposita más
esperanzas en el diseño de alguna molécula por síntesis química capaz de
imitar la acción del gen p16.
Todas
estas alternativas presentan numerosos inconvenientes todavía. Sigue siendo
difícil extraer y modificar células tumorales. Sólo una fracción de ellas
-poco controlable- resulta manipulable para una posible fabricación de vacunas
parciales. No todos los tumores son físicamente accesibles. El problema más
importante lo constituye la elevada eficacia necesaria en la transferencia de
las células modificadas a las células neoplásicas, de modo que no perjudiquen
a las normales. Por último, la manipulación de células tumorales con genes
inhibidores de la proliferación celular como el p53 requiere la modificación
de todas las células tumorales, y como la mayoría de cánceres proceden de una
cascada de anomalías genéticas, la reversión de una sola de ellas no bastaría
seguramente para detener la enfermedad.
Para la
fibrosis quística (enfermedad autosómica recesiva, que afecta a 1/2.500 recién
nacidos blancos) existe un tratamiento convencional (fluidificación de las
secreciones del sistema respiratorio, tratamiento de las infecciones y
sustitución de las enzimas pancreáticas). Se ha descubierto recientemente el
gen implicado en la enfermedad, el regulador de la conductancia transmembrana
(CFTR), lo que ha supuesto un importante avance hacia su tratamiento génico.
Se están siguiendo estrategias in vivo para el tratamiento de la FQ, más
adecuadas y viables que las ex vivo. Después de algunos intentos con ratones
(instilación traqueal de un adenovirus recombinante con replicación defectuosa
que codifica el CFTR) con buenos resultados -aunque la expresión del gen no ha
durado más de 42 días- se aprobaron varios ensayos clínicos en humanos
utilizando un vector adenoviral con CFTR y transferencia genética de un
complejo ADN-liposoma. Los riesgos de toxicidad parecen descartados en los
primeros intentos y basta algo tan sencillo como un inhalador para conseguir
la expresión del gen y aliviar en un 30% los síntomas de la enfermedad.
En ratones
se ha conseguido la sustitución de las secuencias anómalas del gen mutante por
secuencias normales, corrigiendo así el defecto genético.
Cada día
la literatura científica da cuenta de una nueva enfermedad sometida a esta
terapia. El tumor de páncreas –por ejemplo-, que carece de un tratamiento
realmente efectivo y es de pronóstico tan negativo, justifica la estrategia de
la terapia genética. La técnica en desarrollo se basa en genes suicidas, que
por sí mismos carecen de actividad nociva; y que codifican para una proteína
capaz de transformar una pro-droga (fármaco con baja toxicidad) en un
metabolito tóxico, que es el que causará la muerte de la célula cancerosa.
Este sistema tiene la ventaja de que el metabolito tóxico puede difundirse de
una célula a otra con lo que, modificando una célula mediante herramientas de
terapia génica, se puede conseguir la muerte de las células tumorales
adyacentes[5].
Otro caso
logrado por el equipo de investigadores dirigidos por Joseph Glorioso, del
Departamento de Genética Molecular y Bioquímica de la Universidad de
Pittsburgh, en Estados Unidos, quienes han obtenido la patente para un vector
genético capaz de bloquear respuestas dolorosas en ratones. El vector se basa
en la utilización del herpes virus, uno de cuyos genes produce una enzima que
bloquea el dolor. Esta técnica –cuyos resultados en cobayos se han mantenido
hasta por siete días- podrá utilizarse para tratar el dolor asociado al
cáncer, la artritis, la angina y las neuropatías periféricas, patologías cuya
medicación actual está basada en narcóticos que provocan, entre otros efectos
secundarios, confusión mental y letargo. En comparación con estos métodos
convencionales, la terapia genética es muy específica, mientras que la
liberación de sustancias analgésicas se encuentra limitada a la
hiperestimulación de un grupo limitado de nervios.
