La ingeniería genética empieza a controlar enfermedades humanas

Esta semana se dio a conocer el logro científico relacionado con el control de una enfermedad hereditaria que causa la muerte súbita en atletas. La investigación además plantea la posibilidad que tenemos para que se intervengan las causas de muchos fallecimientos.

La noticia se dio a conocer el 2 de agosto en un artículo publicado en la Revista Nature con el título: “Correction of a pathogenic gene mutation in human embryos”, y firmado por más de 25 autores. Casi simultáneamente los medios de comunicación popularizaron la información. Investigadores de EE.UU., Corea del Sur y China, por primera vez, y usando técnicas de edición genética, lograron impedir la mutación del gen causante de la miocardiopatía hipertrófica que origina la extraña muerte.

Han sido varios los casos en los que repentinamente un deportista fallece. Recordemos unos pocos: Erick García Ramírez de 34 años, tuvo su deceso inesperadamente mientras recorría la maratón de la ciudad de México. Marc-Vivien Foé, futbolista del Camerún, feneció cuando su país jugaba con Colombia la Copa Confederaciones en junio del 2003. Otro jugador, Cristian Gómez, del Atlético Paraná, también pereció cuando disputaba un partido.

La esperanza de que esos casos no se vuelvan a repetir, en un futuro, ha sido posible por el uso de la técnica Crispr-Cas9, que consiguió corregir en embriones la mutación del gen responsable de la miocardiopatía hipertrófica, enfermedad hereditaria responsable de la muerte de una de cada 500 personas.

¿En qué consiste la técnica Crispr-Cas9?

Antes de seguir ‘dibujando’ aspectos relevantes de la noticia, es útil preguntarnos¿En qué consiste la técnica Crispr-Cas9? Es una herramienta molecular usada para corregir el genoma de cualquier célula y se hace como cuando se corta con unas tijeras, pero en este caso son tijeras moleculares que escinden cualquier molécula de ADN de manera precisa y controlada, permitiendo trozar el ADN y modificar su secuencia eliminado o insertando nuevos ADN.

Las abreviaturas Crispr-Cas9 proceden de “Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats”, -la primera parte- en español “Repeticiones Palindrómicas Cortas Agrupadas y Regularmente interespaciadas.” Cas9 es la sigla sucesión de proteínas, asociadas a Crispr, - Crispr associated system-.

La idea viene desde 1987 cuando se conoció un artículo en el que se describía cómo las bacterias Streptococcus pyogenes se defendían de las infecciones víricas. Estas bacterias tienen unas enzimas que distinguen entre el material genético de la bacteria y el del virus y, una vez hecha la distinción, destruyen al material genético del virus. Pero, las bases de este mecanismo solo se conocieron más adelante, al mapearse los genomas de algunas bacterias y otros microorganismos.

En ese mapeo se encontró que una parte del genoma de muchos microorganismos, sobre todo arqueas, estaba lleno de repeticiones palindrómicas, que se leen igual al derecho y al revés, sin función aparente; duplicaciones que estaban separadas entre sí mediante secuencias espaciadores, que se parecían a otras de virus y plásmidos.

Delante de esas repeticiones y espaciadores hay una secuencia líder’. Estas secuencias son las que se llamaron Crispr. Casi que pegados a este grupo se encuentran unos genes que codificaban para un tipo de nucleasas: los genes Cas.

Se puede inactivar el material genético viral y degradarlo

Cuando un virus permea la bacteria, toma el control de la maquinaria celular y para ello interacciona con distintos componentes celulares. Pero las bacterias que tienen este sistema de defensa tienen un complejo formado por la proteína Cas unida al ARN producido a partir de las secuencias Crispr. Así que el material génico del virus puede interaccionar con este complejo.

Al ocurrir esa interacción, el material genético viral se inactiva y luego es degradado. Pero el proceso continúa: Las proteínas Cas atrapan una pequeña parte del ADN viral, lo modifican y lo integran dentro del conjunto de secuencias Crispr. De esa forma, si esa bacteria, o su linaje, se encuentran con el mismo virus, se inactivará con más eficiencia al material genético viral, lográndose un auténtico sistema inmune de bacterias.

La investigación siguió adelante y fue en 2012 cuando Emmanuelle Charpentir y Jennifer Doudna, demostraron la posibilidad de convertir esa máquina natural en técnica programable, para dividir cualquier cadena de ADN in vitro.

Los anteriores investigaciones las conocían muy bien, con más detalles que lo expuesto, los científicos firmantes del Nature, quienes realizaron los experimentos generando embriones sanos, con esperma de un donante portador de una mutación que causa miocardiopatía hipertrófica y con un 50% de probabilidades de transmitirlo a sus hijos. Por lo tanto, por primera vez no se recurrió a embriones sobrantes de procesos de fecundación ‘in vitro’.

Cortar el genoma malo y repararlo

También es novedosa la técnica que permite cortar el genoma donde se quiere para después repararlo. Los investigadores la implementaron de dos maneras: después de la fecundación, introduciéndola a la vez que el esperma en el óvulo.

Al seccionarse un gen, se activan los sistemas de reparación endógenos que tenemos en nuestras células y eso lo emularon los científicos, pero mejorando el proceso, donde el embrión inicia sus propias reparaciones prefiriendo la copia saludable del gen aportada por la madre, lo que ha sido una sorpresa. Esta innovación fue exactamente la fórmula utilizada, que consigue promover la corrección a partir de la copia de la madre.

Como dicen los expertos, esta técnica molecular conseguirá regular la expresión genética, etiquetar sitios específicos del genoma en células vivas, identificar y modificar funciones de genes y corregir genes defectuosos, por lo tanto, prevenir un número grande de enfermedades. Hay que decir que cambiar el genoma abre las posibilidades de prevenir enfermedades y cambiar la esencia de un humano, lo cual puede ser para bien o para mal.

La técnica ya ha sido usada en animales, y entre otros reportes está el de el MIT -Instituto Tecnológico de Massachussets- que anunció en marzo de 2014 que había conseguido curar a un ratón adulto de una enfermedad hepática (tirosinemia de tipo I) de origen genético.

Se podrían curar 10.000 enfermedades

Javier Sampedro, biólogo molecular y genetista, escribió para el periódico El País de España, un artículo sobre este tema el 2 de agosto, que tituló “Cómo curar 10.000 enfermedades”. Inicia su publicación expresando:

“Hay resultados científicos que son importantes porque resuelven un viejo enigma y hacen así avanzar nuestro entendimiento del mundo. El que conocemos hoy lo es porque abre un nuevo continente a la investigación biomédica, y por tanto a la medicina del futuro próximo”.

Sampedro, aclara que esta investigación es ciencia básica, con embriones humanos y reparando genes que causan enfermedades humanas, pero no se han implantado en ninguna mujer. Para lograrlo se va a requerir más investigación básica, además, se dará un debate social y es necesario legislar en muchos países que no han cambiado sus códigos sobre el manejo de células madres e ingeniería genética.

Asimismo, Juan Carlos Izpisúa, bioquímico español, investigador del Instituto Salk y coautor de la investigación, afirma sobre la investigación: “Abre las puertas a que esta tecnología pudiera llevarse alguna día a la clínica, obviamente con todas las precauciones necesarias y siempre si hubiera consenso en la sociedad y la ley así lo permitiera”.

Además, Izpisúa vislumbra futuras aplicaciones. Una de ellas la ubica en “los precursores de los gametos masculinos y femeninos para parejas con síndromes recesivos muy severos. De esta manera, la corrección génica no se haría en el embrión, sino en las células precursoras de los gametos, y se mitigarían ciertos aspectos éticos y de seguridad”. Agrega: “Con esta intervención se podrían corregir, por ejemplo, las mutaciones de cáncer de mama y ovario”.

Estamos pues ante una investigación que abrirá muchas puertas a la biomedicina, generará polémica, pero también - si se tienen los debidos cuidados - aportará beneficios a la humanidad y como dice Sampedro, beneficiará el sistema sanitario de los países. De seguro, la investigación sonará el próximo año como candidata al Nobel de Fisiología y Medicina.

Diego Arias Serna - darias@fis.ucm.es / darias@uniquindio.edu.co

Profesor-investigador universidad del Quindío

Especial para LA CRÓNICA

FUENTE:CRONICAS DEL QUINDIO