Aunque
Él me quitare la vida, en Él confiaré.
Job 13:15
Índice de esta clase:
-
Terapias génicas.
-
Genoterapia somática. -
Genoterapia germinal. -
Corolario.
Desde un
comienzo, el Proyecto Genoma Humano ha proclamado que su objetivo más caro era
la posibilidad de lograr una nueva herramienta terapéutica. En un sentido
estricto, por terapia génica humana se entiende la administración deliberada
de material genético en un paciente humano con la intención de corregir un
defecto genético específico. Otra definición más amplia considera la terapia
génica como una técnica terapéutica mediante la cual se inserta un gen
funcional en las células de un paciente para corregir un defecto genético o
para dotar a las células de una nueva función.
La terapia
génica se puede utilizar para curar enfermedades hereditarias y adquiridas.
Originalmente, la terapia génica trataba simplemente de corregir la
deficiencia genética introduciendo en las células genes normales que
realizaran la función que no podían llevar a cabo los genes defectuosos. Sin
embargo, posteriormente se desarrolló otra modalidad de terapia génica
consistente en introducir en las células del paciente un gen especialmente
diseñado para suministrar una nueva propiedad a las células. Tal es, por
ejemplo, el caso de la aplicación de la terapia génica para el tratamiento de
pacientes infectados con el virus de inmunodeficiencia humana (VIH) causante
del sida. Se trata de introducir en las células sanguíneas del paciente copias
de un gen que obstaculiza la replicación del virus, frenando así el progreso
de la enfermedad.
La terapia
génica se puede llevar a cabo en células somáticas (terapia génica somática) o
en células de la línea germinal (espermatozoides, óvulos o las células que las
originan) en cuyo caso se denomina terapia génica germinal. Es evidente que
las alteraciones genéticas producidas en las células somáticas no se
transmiten a la descendencia mientras que las modificaciones de las células
germinales pueden transmitirse a las generaciones posteriores.
La terapia
génica puede realizarse por tres métodos distintos:
 Ex vivo, cuando la corrección del defecto genético
se realiza en el laboratorio en las células extraídas del paciente que
posteriormente son reintegradas al organismo (por ejemplo, el síndrome de
inmunodeficiencia combinada severa producida por deficiencia de la adenosina
desaminasa, ADA, en los llamados “niños burbuja”)
In situ,
cuando la modificación genética de las células del paciente se realiza
introduciendo el ADN (los genes terapéuticos) directamente en el propio órgano
defectuoso del individuo (por ejemplo, en el caso de la fibrosis quística, la
distrofia muscular de Duchenne o la supresión de tumores por “suicidio”
celular)
In vivo,
cuando se hace llegar en vectores adecuados los genes terapéuticos a las
células defectuosas a corregir a través del torrente circulatorio (por
ejemplo, por inyección intravenosa).
Otra posibilidad sería la de utilizar las células de la piel
con un propósito bien distinto: la síntesis y secreción de proteínas que son
producidas normalmente en un tipo de células pero que son transportadas en
el plasma sanguíneo para uso de otras células, lo habitual es recurrir a la
ayuda de algún vector que facilite el proceso de transferencia del gen y
permita la entrada y localización intracelular del mismo, de tal suerte que
éste resulte en un gen funcionante. Así mismo, es importante recurrir a
vectores con destino específico dentro del organismo lo cual permite la
entrega celular selectiva del gen en un determinado órgano o tejido, sin
requerir para ello procedimientos traumáticos o quirúrgicos. En principio, implantes de células de la piel podrían corregir
enfermedades tales como la hemofilia o las enfermedades de Alzheimer o de
Parkinson.
Cuadro
1 Estado del arte de las terapias génicas. Estrategias: ex vivo – in situ – in
vivo
|
Realizaciones: |
Obstáculos: |
|
Éxito técnico de la transferencia génica
Respuestas biológicas relevantes de tipo terapéutico: ADA-, fibrosis quística,
hipercolesterolemia, tumores sólidos (vacunas tumorales)
Estudios biológicos humanos: Marcadores, efecto fenotípico de
pequeños cambios genotípicos
Seguridad en la transferencia génica: No obstante, en algunas
experiencias se pueden producir procesos de inflamación y respuesta
inmunológica, infecciones virales, mutagénesis de inserción
|
Resultados inconsistentes
Extrapolación (de ratón a humano)
Producción de vectores
El vector ideal: Especificidad con la célula diana, no
reconocible por el sistema inmune del paciente, estable, que sea de
fácil producción y purificable con altas concentraciones, que no induzca
inflamación y sea inocuo para el paciente y el medio ambiente, que
exprese el gen durante el tiempo necesario y con una regulación adecuada
Ningún obstáculo es insalvable, pero llevará tiempo
No pasar a la investigación clínica antes de tener resueltos
en el mayor grado posible los problemas de investigación básica |
Fuente:
Lacadena Calero, R. Genética. Universidad Complutense (Madrid-España). 1999
Teóricamente, la terapia génica utiliza varias técnicas:
 por inserción génica, mediante la
cual se introduce en las células una nueva versión normal del gen defectuoso
sin modificar éste;
por modificación génica, en este
caso el gen defectuoso es normalizado por mutagénesis dirigida;
por cirugía génica, sustituyendo el
gen defectuoso por su versión normal.
|
Cuadro 2 Técnicas de inserción génica |
|
Método |
Técnica |
|
Métodos físicos |
Microinyección
Electroporación
Microproyectiles |
|
Métodos químicos |
Fosfato cálcico
Policationes
Lípidos
Liposomas
Membranas derivadas de eritrocitos |
|
Vectores virales |
Retrovirus
Adenovirus o virus asociados (AAV)
Herpetovirus |
|
A partir
de 1990 los protocolos experimentales de terapia génica aumentaron en un
progreso continuo. Hasta 1999 se estimaba que eran 567 los pacientes incluidos
en los 106 experimentos de terapia génica aprobados de los que sólo una
pequeña fracción están encaminados a la corrección de genes defectuosos,
mientras que la mayor parte están diseñados para inducir en células
específicas, neoplásicas o infectadas con las proteínas del VIH para lograr
que estas células alteradas o infectadas sean vulnerables al ataque del
sistema inmune de los pacientes. En el Cuadro 3 se indican los protocolos de terapia génica aprobados en los
Estados Unidos hasta 1999.
Las técnicas terapéuticas con material genético han abierto una
alternativa para enfermedades adquiridas (no genética) a través de la
“restauración” de tejidos mediante el empleo de células embrionarias
totipotentes manipuladas. La transferencia a estas células tempranas de
información específica puede conducir a obtener los tejidos deseados.
Desde entonces las terapias con empleo de células madre se han dejado de ser
experimentales y se aplicaron con éxito en tratamiento de enfermedades
coronarias, diabetes y otras dolencias.
Cuadro 3 Protocolos de terapia génica aprobados
en los Estados Unidos
|
PROTOCOLOS DE
TERAPIA GÉNICA APROBADOS EN EEUU |
|
I. ENFERMEDADES
HEREDITARIAS |
|
Enfermedad |
Gen suministrado |
Tejido diana |
Vector |
|
Enfisema pulmonar |
a-1-antitripsina |
Tracto respiratorio |
Liposomas |
|
Fibrosis quística |
CFTR |
Tracto respiratorio |
Adenovirus
AAV
Liposomas |
|
Hipercolesterolemia familiar |
Receptor LMW de lipoproteínas |
Hepatocitos |
Retrovirus |
|
Inmunodeficiencia combinada severa
(SCID) (“niños burbuja”) |
Adenosina desaminasa |
Linfocitos
Células progenitoras
hematopoiéticas |
Retrovirus |
|
II.
ENFERMEDADES ADQUIRIDAS |
|
Enfermedad |
Gen suministrado |
Tejido diana |
Vector |
|
SIDA (infección por VIH) |
Ribozimas
ARN antisentido
Anticuerpos |
Linfocitos |
Retrovirus |
|
Restenosis
(Arterias periféricas) |
Factor tumoral de
angiogénesis |
Células endoteliales |
Plásmidos |
|
Cáncer |
Genes supresores de tumores
HTK-ganciclovir
Factor de necrosis tumoral
Interferón |
Pulmón, hígado
Cerebro
TILs
Melanoma
|
Retrovirus, Adenovirus
Retrovirus
Retrovirus
Retrovirus |
Fuente:
Lacadena Calero, R. Genética. Universidad Complutense (Madrid-España). 1999
Dependiendo de las características de la
célula, del tejido o del órgano a modificar se opta por una manipulación in
vitro u otra in vivo, con o sin reimplantación de las células modificadas.
En los ensayos de transferencia genética, el gen normal (ADNc) es clonado en
un vector de expresión -un agente que transporta el ADNc al tejido diana
donde, bajo la regulación de un promotor (parte de la secuencia de ADN que
activa al gen) se hace activo. Estos elementos de expresión son construidos
normalmente en virus capaces de reproducirse con ayuda de una línea celular.
El empleo de virus modificados parece altamente efectivo en la distribución
del gen hasta el lugar elegido, pero no puede replicarse. Por eso los
retrovirus son el vector preferido, aunque últimamente se han comenzado a
utilizar adenovirus y virus herpes como agentes diseminadores eficaces. La
elección de una manipulación in vivo o in vitro condiciona la del sistema de
transferencia del gen:
Un tipo de terapia génica se basa en modificar
genéticamente in vitro un conjunto de células que forman un "organoide",
especie de microfábrica que, una vez implantado en el organismo, produce la
proteína necesaria, la cual llega hasta el organismo donde se necesita por
el torrente sanguíneo.
Cuando el
objetivo son células o tejidos que pueden renovarse a partir de células
precursoras como las del tejido hematopoyético (la médula ósea), la piel (queratinocitos
y fibroblastos), los endotelios (recubren la cara interna de los vasos
sanguíneos y linfáticos), el hígado y los músculos (mioblastos), se extraen y
cultivan las células y son expuestas a la acción de un retrovirus que les
transfiere el gen. Al dividirse, transmiten el transgén a las células hijas.
Sólo se reinyectan al paciente aquellas células en las que el transgén se ha
integrado y funciona correctamente. Esta estrategia ex vivo empleando vectores
construidos a partir de retrovirus es la más utilizada recientemente contra
ciertos tipos de cáncer.
Para
células quiescentes (completamente diferenciadas y que se dividen poco o nada)
y las asociadas a funciones mecánicas o estructurales (músculo estriado,
músculo cardíaco o pulmones) se sigue la estrategia in vivo, aplicada con
cierto éxito a una enfermedad pulmonar -la mucoviscidosis- y en principio
adecuada para enfermedades neuromusculares o neurodegenerativas. Los vectores
adenovíricos y otros sintéticos como los liposomas son los más adecuados en
estos casos.
Muchos
atribuyen las limitaciones de las técnicas de transferencia génica disponibles
al desconocimiento de las características que debe reunir el vector adecuado.
Por esta razón buena parte de la investigación reciente se está centrando en
la elección y diseño de nuevos vectores más eficaces, creando incluso centros
especializados para desarrollar este tipo de investigación.
Aunque la
sustitución de un gen por otro mediante un proceso de integración en el lugar
específico por recombinación homóloga pueda llegar a ser una realidad en un
futuro, por el momento no es posible aplicar con seguridad tal técnica en
células humanas aunque ya se haya realizado en mamíferos (ratones). Por ello,
cuando se habla de terapia génica humana se hace referencia implícita a la
técnica de inserción génica, por la que sólo son susceptibles de tratamiento
mediante la terapia génica las enfermedades genéticas producidas por un gen
recesivo, descartando, en principio, las enfermedades determinadas por muchos
genes o por anomalías cromosómicas. Más aún, alguna de las enfermedades
producidas por un solo gen dominante son, por el momento, intratables mediante
terapia génica debido a que esas enfermedades no son causadas por la ausencia
de una cierta actividad sino a la síntesis de un producto dañino en las
células del paciente, como sucede en la corea de Huntington[1].
En una
situación ideal, la enfermedad debería ser curada definitivamente mediante un
solo tratamiento y sin que el mismo produjera efectos colaterales. Además, la
inserción del gen en el cromosoma debería realizarse con total precisión; es
decir, el gen normal o "terapéutico" debería reemplazar exactamente (por
recombinación homóloga) al gen defectuoso o "enfermo", la aproximación
alternativa de la terapia génica consiste en que el producto sintetizado por
el gen "sano" introducido en las células humanas corrija la carencia o defecto
del producto sintetizado por el gen" enfermo". La introducción del gen normal
en las células humanas puede realizarse por medios físicos, químicos o
utilizando virus como vectores[2].
Una investigación pudo aislar y purificar un
gran número de células troncales o células madre, procedentes del cerebro de
una rata, y descubrieron que son capaces de producir neuronas. Lo que
demuestra que las células madre embrionarias no son las únicas capaces de
regenerar nuevos tejidos y músculos: también pueden lograrlo las células
madre cerebrales adultas [3]. Pero tal vez lo más importante de
este trabajo es que ahora los investigadores tal vez podrán estimular las
células madre neurales con una molécula que permitirá que la célula genere
nuevas células neurales dentro del mismo cerebro sin necesidad de
reimplantarlas.
Este
proceso se denomina "producción
neuronal endógena" y permitirá curar enfermedades como el Alzheimer y
el Parkinson, sin riesgo de que las nuevas células sean rechazadas por el
receptor, algo que puede suceder en la implantación de células embrionarias,
que obviamente no pertenecerían al enfermo adulto actual. Y
sus resultados podrán aplicarse también a
otras pérdidas celulares, como en el caso de las células cervicales, cuya
destrucción produce paraplejias de distintos grados. El equipo de Perry
Bartlett ha dedicado más de
diez años a intentar descubrir su fisología.
La terapia
génica germinal está dirigida a las células reproductoras (gametos) o a un
embrión de no más de treinta y dos células (estadio de indiferenciación
funcional). En estos casos toda alteración producida en los genes mediante la
intervención terapéutica es asimilada por el genoma del organismo como
modificación del patrimonio genético y transmitida a las generaciones
posteriores. Por ello, no son aplicadas al hombre pues las cuestiones éticas
involucradas aún no han hallado un pronunciamiento claro de la sociedad.
A
principios del año 2001, se reportó la utilización de técnicas de la
ingeniería genética para alterar una criatura de la misma familia humana: un
primate. Un gen extraído de una medusa fue insertado en un óvulo de mona, que
luego fue fecundado[4].
El
propósito era que ese cambio fuera transmitido a futuras generaciones, aunque
(al momento de escribir este trabajo) es muy pronto para pronosticar si el
nuevo gen aparecerá en las células espermáticas del mono.
El gen es sólo una señal. Cuando está activo,
ordena a las células fabricar una proteína que emite luz fluorescente, pero
no produce esta proteína en el mono. Su ventaja es que sería fácil
determinar si es activo, pues las células que expresasen el gen se
iluminarían, sin provocar aparentemente ninguna enfermedad. Si bien el
doctor Schatten presentó evidencias moleculares de que el gen había
penetrado en algunas de las células del mono -analizó células extraídas de
su mejilla, pelo, orina y sangre del cordón umbilical, así como de la
placenta de su madre-, no hubo pruebas de que el gen produjera la proteína
fluorescente pues las células no se iluminaron. Una cuestión a tener en
cuenta es que los genes generalmente se silencian de modo que no dirigen las
células para que produzcan las proteínas para las que codifican. Para que
una característica genética se desarrolle no es suficiente insertar el gen
en las células, es necesaria una expresión contundente del gen[5].
Hay
autores[6] que son decididos defensores de la terapia génica germinal y
consideran que sería necio tomar una postura severa en contra de ella,
sugiriendo que la necesidad de un control eficaz de la enfermedad o de impedir
el daño en las primeras etapas del desarrollo o la inaccesibilidad de las
células a corregir por la terapia génica somática podrían eventualmente
justificar la terapia génica germinal. Este último caso sería, por ejemplo, el
de las células del cerebro implicadas en enfermedades hereditarias del sistema
nervioso central. Una intervención temprana (terapia génica en el embrión) que
afectara a todas las células del futuro organismo, incluyendo las células
germinales, podría ser el único medio disponible para tratar células o tejidos
que, de otra manera, no sería posible reparar genéticamente después del
nacimiento.
Por su
parte, otros[7] han salido en defensa de la terapia génica germinal frente a la
terapia génica somática. Para ellos, si la terapia génica somática llega a
curar con éxito enfermedades monogénicas recesivas de alta incidencia (por
ejemplo, anemia falciforme, talasemia, fibrosis quística, etc.), las personas
genéticamente enfermas pero fenotípicamente sanas (porque su defecto genético
ha sido corregido por la introducción del gen en las células somáticas
adecuadas) transmitirán a sus descendientes el gen deletéreo puesto que sus
células germinales no habrán sido corregidas por la terapia génica.
Desde el
punto de vista de la genética de poblaciones humanas, las personas curadas por
la terapia génica somática constituyen un nuevo grupo de individuos
homocigotos portadores de una enfermedad genética que, al transmitir sus genes
defectuosos a sus descendientes, contribuyen a aumentar la proporción de genes
deletéreos en las poblaciones humanas, deteriorando su acervo génico desde el
punto de vista evolutivo. Conviene indicar aquí que esta situación no es nueva
en las poblaciones humanas actuales donde la curación mediante fármacos de las
enfermedades genéticas permite que las personas genéticamente enfermas pero
curadas (es decir, genotípicamente enfermas, fenotípicamente sanas) puedan
transmitir sus genes deletéreos a sus descendientes.
En junio de 2001 se dio a publicidad el éxito
de una práctica de selección genética en un centro de fecundación asistida,
el Reproductive Genetics Institute de Chicago[8] que es uno de los pioneros en la llamada de
diagnosis genética preimplantacional (PGD). Empleando técnicas de
fertilización in vitro, Verlinsky y su equipo del Reproductive Genetics
Institute de Chicago, obtuvieron 18 embriones de una pareja progenitora (de
la cual el hombre padece el síndrome Li-Fraumeni el que predispone a
distintos tipo de cáncer debido a una mutación en el gen P53, una especie de
escudo contra los tumores). Los embriones fueron sometidos a análisis
genéticos; siete de ellos portaban genes P53 normales, de entre ellos, dos
fueron implantados en la madre y uno se desarrolló para producir una
criatura sin la predisposición a sufrir cáncer que genera la referida
mutación.
La
aproximación genética a las enfermedades se irá imponiendo progresivamente por
varias razones:
Evita las complicaciones
potenciales del trasplante, puesto que se introduce el gen normal en el propio
tejido somático del paciente.
En un tratamiento ideal, el gen corrector
sería diseminado en una línea celular auto-regeneradora, que replicaría el gen
transferido y se replicaría a sí misma, eliminando la necesidad de una terapia
repetitiva. Ya hemos comentado los logros parciales en la expresión prolongada
de los genes transferidos (tratamiento de la deficiencia de ADA y de la FQ,
por ejemplo). Recientemente, James Wilson y su equipo en la universidad de
Michigan consiguieron resultados positivos en el tratamiento de la
hipercolesterolemia familiar.
Procedimientos técnicos como la
recombinación homóloga evitan el azar biológico de los vectores virales y
permite realizar la sustitución del gen defectuoso por un gen normal. Se ha
conseguido una recombinación auténtica en cultivos de células humanas y de
ratón usando grandes segmentos de ADN introducidos mediante microinyección o
por electroporación (mediante la cual se induce a las células diana a absorber
el ADN extraño). Este método, una vez perfeccionado lo suficiente, tiene la
ventaja de que permite reemplazar genes defectuosos por genes normales, en
lugar de integrar los genes correctos (vía vector retroviral) entre las
células portadoras del gen defectuoso.
El mismo procedimiento está siendo
ampliamente utilizado como un medio para obtener ratones transgénicos, de gran
interés médico porque permiten construir modelos animales de enfermedades
humanas con los que experimentar y desarrollar posibles terapias. En relación
con la corea de Huntington, por ejemplo, puesto que se conoce la mutación
genética que la provoca, podríamos reproducirla mediante ingeniería genética
en los genes homólogos del ratón. El ratón se convertiría así en un modelo
para estudiar las maneras de evitar la enfermedad, al menos hasta que aparezca
una terapia capaz de corregir las consecuencias de esta trágica alteración.
Toda una variedad de enfermedades humanas están siendo reproducidas en ratón
para determinar las estrategias terapéuticas adecuadas. En concreto, para el
estudio de enfermedades del sistema inmune se dispone ya un amplio muestrario
de modelos murinos. Aparte de sistemas modelo para es estudio de enfermedades,
los ratones transgénicos están siendo utilizados también como biorreactores.
Bibliografía complementaria:
|
NORMATIVA
|
OMS
Código de Nürenberg Normas éticas de
experimentación en seres humanos. 20 de agosto de 1947
Principios éticos para las
investigaciones médicas en seres humanos de la Asociación Médica Mundial
Edimburgo, Escocia, Octubre 2000
BRASIL
Resolução 340, Diretrizes para Análise Ética e Tramitação dos Projetos de Pesquisa da Área
Temática Especial de Genética Humana. Conselho Nacional de Saúde. 8 de julho de
2004.
Parecer PLC 00009 / 2004 Redação final
do Substitutivo do Senado ao Projeto de Lei da Câmara nº 9, de 2004
regulamenta os incisos II, IV e V do § 1º do art. 225 da Constituição
Federal, estabelece normas de segurança e mecanismos de fiscalização de
atividades que envolvam organismos geneticamente modificados, dispõe sobre
a Política Nacional de Biossegurança
ESTADOS UNIDOS
Title 45 Part 46 Public
Welfare Protection of Human Subjects. Code of Federal Regulations Department
of health and human services national institutes of health office for
protection from research risks. Revised November 13, 2001. Effective
December 13, 2001
Human Cloning Ban and Stem Cell Research Protection Act (bill) Introduced to the Senate 2003
REINO UNIDO
1990 Chapter 37 Human Fertilisation
and Embryology Act 1st November 1990
2001 Chapter 23 Human Non Reproductive Cloning
Act London,
4th December 2001[Clonación
reproductiva] |
JURISPRUDENCIA
|
F., C. H. y otros s/recurso de casación - CNCP
- Sala IV - 8 de septiembre de
2003. Prueba genética
Navarro Del Valle, Hermes v. Decreto Ejecutivo Nº
24029-S (fecundación in-vitro) 7 de abril de 1995
R., R.D. s/medida cautelar. Sala I de la
Cámara de Apelaciones de Buenos Aires. Buenos Aires, 3 de diciembre de 1999 Embriones congelados
Yvonne Smith, individually, Willie Smith,
individually, and Elijah Smith, a minor, by and through Yvonne Smith (Olaintiffs)
v. Arvind Saraf, M.D., John Doe Professional Corporation/Partnership, John Doe
Medical Providers A-Z (Defendants) and Arvind Saraf, M.D. (Third-Party
Plaintiff) v. United States Of America (Third-Party Defendant). Hon. Stephen M.
Orlofsky Civil Action No. 98-04794 United States District Court For The District
Of New Jersey. July 3, 2001
|
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ENSAYOS Y
NOTAS DOCTRINARIAS
|
APUNTES Y
ACTUALIDAD
|
UNIDADES/CLASES REFERENTES O DE TEMAS ASOCIADOS
|
GUÍA DE
TRABAJO
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