LA GENÉTICA MOLECULAR Y LA BIOTECNOLOGÍA
Proyecto Genoma Humano y Terapia génica
http://www.kaosenlared.net/noticia.php?id_noticia=29061
NUEVAS ESPERANZAS EN LA TERAPIA GÉNICA
El 14 de septiembre de 1990, hace ya casi 15 años, es una fecha a recordar en la historia de la Medicina. Ese día, en el Instituto Nacional de Salud de Bethesda, Maryland, EEUU, una niña de cuatro años, Ashanti da Silva, era objeto del primer tratamiento de terapia génica realizado con éxito. La niña tenía alterado un gen que codifica para la proteína enzimática adenosina deaminasa (ADA), lo que ocasionaba su déficit, causa de una enfermedad hereditaria del sistema inmunológico, el síndrome de inmunodeficiencia severa combinada, conocido popularmente como la enfermedad de los niños burbuja, que suele ser mortal. Debido a ese defecto genético, los niños padecen infecciones recidivantes que amenazan muy gravemente su vida.
Con esa actuación se abría la esperanza de la posible aplicación de las técnicas de terapia génica a los millones de pacientes que sufren miles de enfermedades genéticas diferentes. Como comentaremos a continuación, esta esperanza con el paso del tiempo, si no anulada, se ha visto extremadamente matizada y amortiguada.
Pero, esta semana, una investigación publicada on-line por la revista Nature con un nuevo enfoque sobre esta misma enfermedad de inmunodeficiencia severa combinada vuelve a abrir nuevas perspectivas de esperanza sobre la aplicabilidad de las técnicas de terapia génica, no solo a esa rara patología sino al conjunto de las enfermedades genéticas, tanto las hereditarias congénitas como las adquiridas.
DIFICULTADES
La alteración de un gen suele tener lugar en lugar o lugares determinados del mismo, el gen está inserto en un cromosoma específico y suele expresarse en tejidos y órganos concretos. La "reparación" efectiva necesitaría poder penetrar selectivamente en las células afectadas, localizar el correspondiente cromosoma y gen, eliminarle la parte alterada (que puede ser tan pequeña como una milésima parte o menos de su longitud tota) y reinsertar en su lugar una nueva porción correcta del gen, consistente en una o más bases (las 4 "letras" de la secuencia de bases). Desde ese momento el gen actuaría correctamente y la célula que lo albergase, ya normal, al dividirse produciría dos células hijas normales. Pero, desgraciadamente, hasta ahora esta aproximación era solo un sueño y teníamos que conformarnos con actuaciones mucho menos elaboradas y útiles.
Con el desarrollo del Proyecto Genoma Humano es factible de disponer en el laboratorio de copias normales del gen problemático, lo que previamente requiere su aislamiento y clonación en bacterias. Los genes normales así obtenidos se fusionan con otros segmentos de ADN (ácido desoxirribonucleico) que actúan de vectores transportadores para la entrada del gen al interior de las células (transfección). Los métodos más eficaces son los que unen el gen a vectores virales de adenovirus y retrovirus específicos. Entre las dificultades a resolver se encuentran: que los virus sean capaces de discriminar los órganos o tejidos afectados de los no afectados; la integración o no del gen introducido en el propio genoma de la célula huésped; el control de la expresión de los genes introducidos, etc.
Algunos métodos de terapia génica se realizan in vivo, mediante la administración al enfermo del gen en cuestión por vía sistémica, y otra alternativa es la terapia ex vivo, cuando la transfección de las células se lleva a cabo en células extraídas del organismo del enfermo que, tras ello, se vuelven a introducir.
En el caso de las primeras pacientes Ashanti da Silva y Cindy Cutshall (poco tiempo después de la primera), la terapia génica ex vivo consistió en el uso de un retrovirus modificado genéticamente a fin de trasmitir el gen normal a las células de su sistema inmunológico. Efectivamente, el gen insertado fue capaz de hacer producir la enzima de la que carecían esas células, lo que hizo que las células y las niñas recuperasen su función inmune normal. El tratamiento ayudó de forma provisional a las pacientes a desarrollar resistencia frente a las infecciones, lo que posibilitó que su vida posterior, con algunas nuevas intervenciones cada vez más espaciadas, se desarrollase con bastante normalidad, sin necesidad de los cuidados médicos constantes y traumáticos necesarios para los "niños burbuja".
ESPERANZAS. El equipo dirigido por el Dr. Michael Holmes de Sangamo Biosciences, en Richmond, California, acaba de marcar un hito importante por el éxito que han obtenido usando una nueva forma de resolución de los problemas de las técnicas de terapia génica. Ello podría suponer la posibilidad ideal de actuar directamente sobre el gen problemático, eliminarle la porción errónea y corregir el problema mediante el relleno, en el hueco producido, con las bases o letras correctas.
¿Cómo lo han conseguido?. Conociendo la secuencia del gen alterado responsable de la inmunodeficiencia severa combinada, los investigadores han usado unas proteínas pertenecientes a una familia conocida como proteínas con motivos de dedo de cinc, capaces de reconocer y enlazarse a una secuencia específica de tres letras en un ADN. Fueron capaces de fabricar una proteína, fusión de otras 8 de dedo de cinc, que fue competente para localizar entre los miles de millones de letras de la secuencia total del genoma humanos, la pequeña secuencia de 24 letras donde se localiza la alteración del gen que interesaba reparar. Más aún los investigadores fusionaron esa proteína específica a una actividad enzimática nucleasa capaz de actuar, tras fijarse a la secuencia defectuosa, como una especie de tijera molecular, cortando ambos extremos de la fracción errónea de la secuencia del gen, eliminándola. Por otra parte, usando la propiedad conocida como recombinación homóloga, en la que una parte de un gen puede incrustarse en otro gen, los investigadores añadieron trozos correctos sustitutivos de la porción incorrecta, a fin de que se introdujeran en los huecos ocasionados por la actuación de la nucleasa, comprobando en las células inmunitarias defectuosas sobre las que realizaron las experiencias ex vivo, que aproximadamente un 20% de las mismas quedaron adecuadamente reparadas.
POSIBILIDADES. Cualquier investigación es siempre larga y compleja y no deben alimentarse falsas expectativas, pero las posibilidades que se abren con esta nueva técnica son muy interesantes. Actualmente el proceso no es aplicable in vivo, pero en el futuro podrían extraerse las células madre del sistema inmunitario, corregir sus problemas y restituirlas a los pacientes, lo que podría resolver su problema definitivamente.
Los investigadores de Sangamo están trabajando también para luchar contra el SIDA. En este caso más que corregir una mutación pretenden eliminar una porción correcta (que tenga un papel con la invasión del VIH) de un gen de las células inmunitarias, sustituyéndola por una incorrecta. De este modo se impediría la invasión y ataque de las células inmunitarias por el virus VIH productor del SIDA.
El difícil propósito que se abre a partir de ahora es el del desarrollo de proteínas semejantes a la probada para el gen de la inmunodeficiencia severa combinada, pero que sean capaces de reconocer y eliminar selectivamente los defectos propios de cada una de las muchas patologías genéticas hasta ahora conocidas.
Proyecto Genoma Humano y Terapia génica
http://www.kaosenlared.net/noticia.php?id_noticia=29061
NUEVAS ESPERANZAS EN LA TERAPIA GÉNICA
El 14 de septiembre de 1990, hace ya casi 15 años, es una fecha a recordar en la historia de la Medicina. Ese día, en el Instituto Nacional de Salud de Bethesda, Maryland, EEUU, una niña de cuatro años, Ashanti da Silva, era objeto del primer tratamiento de terapia génica realizado con éxito. La niña tenía alterado un gen que codifica para la proteína enzimática adenosina deaminasa (ADA), lo que ocasionaba su déficit, causa de una enfermedad hereditaria del sistema inmunológico, el síndrome de inmunodeficiencia severa combinada, conocido popularmente como la enfermedad de los niños burbuja, que suele ser mortal. Debido a ese defecto genético, los niños padecen infecciones recidivantes que amenazan muy gravemente su vida.
Con esa actuación se abría la esperanza de la posible aplicación de las técnicas de terapia génica a los millones de pacientes que sufren miles de enfermedades genéticas diferentes. Como comentaremos a continuación, esta esperanza con el paso del tiempo, si no anulada, se ha visto extremadamente matizada y amortiguada.
Pero, esta semana, una investigación publicada on-line por la revista Nature con un nuevo enfoque sobre esta misma enfermedad de inmunodeficiencia severa combinada vuelve a abrir nuevas perspectivas de esperanza sobre la aplicabilidad de las técnicas de terapia génica, no solo a esa rara patología sino al conjunto de las enfermedades genéticas, tanto las hereditarias congénitas como las adquiridas.
DIFICULTADES
La alteración de un gen suele tener lugar en lugar o lugares determinados del mismo, el gen está inserto en un cromosoma específico y suele expresarse en tejidos y órganos concretos. La "reparación" efectiva necesitaría poder penetrar selectivamente en las células afectadas, localizar el correspondiente cromosoma y gen, eliminarle la parte alterada (que puede ser tan pequeña como una milésima parte o menos de su longitud tota) y reinsertar en su lugar una nueva porción correcta del gen, consistente en una o más bases (las 4 "letras" de la secuencia de bases). Desde ese momento el gen actuaría correctamente y la célula que lo albergase, ya normal, al dividirse produciría dos células hijas normales. Pero, desgraciadamente, hasta ahora esta aproximación era solo un sueño y teníamos que conformarnos con actuaciones mucho menos elaboradas y útiles.
Con el desarrollo del Proyecto Genoma Humano es factible de disponer en el laboratorio de copias normales del gen problemático, lo que previamente requiere su aislamiento y clonación en bacterias. Los genes normales así obtenidos se fusionan con otros segmentos de ADN (ácido desoxirribonucleico) que actúan de vectores transportadores para la entrada del gen al interior de las células (transfección). Los métodos más eficaces son los que unen el gen a vectores virales de adenovirus y retrovirus específicos. Entre las dificultades a resolver se encuentran: que los virus sean capaces de discriminar los órganos o tejidos afectados de los no afectados; la integración o no del gen introducido en el propio genoma de la célula huésped; el control de la expresión de los genes introducidos, etc.
Algunos métodos de terapia génica se realizan in vivo, mediante la administración al enfermo del gen en cuestión por vía sistémica, y otra alternativa es la terapia ex vivo, cuando la transfección de las células se lleva a cabo en células extraídas del organismo del enfermo que, tras ello, se vuelven a introducir.
En el caso de las primeras pacientes Ashanti da Silva y Cindy Cutshall (poco tiempo después de la primera), la terapia génica ex vivo consistió en el uso de un retrovirus modificado genéticamente a fin de trasmitir el gen normal a las células de su sistema inmunológico. Efectivamente, el gen insertado fue capaz de hacer producir la enzima de la que carecían esas células, lo que hizo que las células y las niñas recuperasen su función inmune normal. El tratamiento ayudó de forma provisional a las pacientes a desarrollar resistencia frente a las infecciones, lo que posibilitó que su vida posterior, con algunas nuevas intervenciones cada vez más espaciadas, se desarrollase con bastante normalidad, sin necesidad de los cuidados médicos constantes y traumáticos necesarios para los "niños burbuja".
ESPERANZAS. El equipo dirigido por el Dr. Michael Holmes de Sangamo Biosciences, en Richmond, California, acaba de marcar un hito importante por el éxito que han obtenido usando una nueva forma de resolución de los problemas de las técnicas de terapia génica. Ello podría suponer la posibilidad ideal de actuar directamente sobre el gen problemático, eliminarle la porción errónea y corregir el problema mediante el relleno, en el hueco producido, con las bases o letras correctas.
¿Cómo lo han conseguido?. Conociendo la secuencia del gen alterado responsable de la inmunodeficiencia severa combinada, los investigadores han usado unas proteínas pertenecientes a una familia conocida como proteínas con motivos de dedo de cinc, capaces de reconocer y enlazarse a una secuencia específica de tres letras en un ADN. Fueron capaces de fabricar una proteína, fusión de otras 8 de dedo de cinc, que fue competente para localizar entre los miles de millones de letras de la secuencia total del genoma humanos, la pequeña secuencia de 24 letras donde se localiza la alteración del gen que interesaba reparar. Más aún los investigadores fusionaron esa proteína específica a una actividad enzimática nucleasa capaz de actuar, tras fijarse a la secuencia defectuosa, como una especie de tijera molecular, cortando ambos extremos de la fracción errónea de la secuencia del gen, eliminándola. Por otra parte, usando la propiedad conocida como recombinación homóloga, en la que una parte de un gen puede incrustarse en otro gen, los investigadores añadieron trozos correctos sustitutivos de la porción incorrecta, a fin de que se introdujeran en los huecos ocasionados por la actuación de la nucleasa, comprobando en las células inmunitarias defectuosas sobre las que realizaron las experiencias ex vivo, que aproximadamente un 20% de las mismas quedaron adecuadamente reparadas.
POSIBILIDADES. Cualquier investigación es siempre larga y compleja y no deben alimentarse falsas expectativas, pero las posibilidades que se abren con esta nueva técnica son muy interesantes. Actualmente el proceso no es aplicable in vivo, pero en el futuro podrían extraerse las células madre del sistema inmunitario, corregir sus problemas y restituirlas a los pacientes, lo que podría resolver su problema definitivamente.
Los investigadores de Sangamo están trabajando también para luchar contra el SIDA. En este caso más que corregir una mutación pretenden eliminar una porción correcta (que tenga un papel con la invasión del VIH) de un gen de las células inmunitarias, sustituyéndola por una incorrecta. De este modo se impediría la invasión y ataque de las células inmunitarias por el virus VIH productor del SIDA.
El difícil propósito que se abre a partir de ahora es el del desarrollo de proteínas semejantes a la probada para el gen de la inmunodeficiencia severa combinada, pero que sean capaces de reconocer y eliminar selectivamente los defectos propios de cada una de las muchas patologías genéticas hasta ahora conocidas.
