Transferencia de genes
Un número muy elevado de
enfermedades -unas 2.500- tienen su origen en un defecto genético
-alteración de un gen o de su sistema de expresión- que no permite la
síntesis de una determinada proteína en su forma biológicamente activa.
Los enfermos portadores de estas anomalías podrán posiblemente
beneficiarse en el futuro de las técnicas descritas en el capítulo
anterior. La terapia genética se refiere a la posibilidad de introducir
DNA, que sustituya el de los genes afectados, con el objeto de corregir
sus alteraciones.
La terapia de reemplazamiento de la enzima,
codificada por el gen afectado, podría corregir las diversas
enzimopatías; sin embargo, dado que las enzimas son fundamentalmente
intracelulares resulta muy difícil, al no penetrar en las células. Se
han hecho algunos intentos en la línea de inyectar directamente la
enzima libre o contenida en microcápsulas, eritrocitos o liposomas, así
como unidas a moléculas de transportadores fisiológicos (1, 2). La
eficacia está limitada por la vida relativamente corta de la enzima,
tanto en circulación como en el medio intracelular y, también, por la
reacción inmune que en el organismo provocan las proteínas extrañas. Por
otra parte esta terapia no evita que la alteración química se transmita
a las generaciones posteriores.
El defecto de una enzima puede
conducir a la acumulación de un metabolito de modo que se rebasen los
valores tolerables -con graves consecuencias si es en el cerebro-, o
bien a la falta de un producto que puede suponer una marcada limitación;
no siempre es factible eliminar o proporcionar dicho metabolito.
Existen ya muchas técnicas que permiten la detección prenatal de
enfermedades genéticas, en cultivos de células del líquido amniótico
obtenido entre las semanas 14 y 17 de gestación, estudios cromosómicos y
metabólicos de muestras de tejido coriónico apartir de la 9ª semana y
también el estudio del líquido amniótico libre de células donde aparecen
metabolitos como consecuencia de alteraciones de vías metabólicas. La
detección masiva de aquellas enfermedades que son susceptibles de
tratamiento -por uso de determinadas dietas- ha permitido que miles de
niños afectados hayan podido alcanzar un desarrollo neurológico
absolutamente normal. Entre estas enfermedades se encuentra la idiocia
fenilpirúvica, el hipotiroidismo congénito, o la deficiencia congénita
de biotinidasa. En determinados casos, una dieta adecuada puede hacer
frente a estas situaciones.
La solución definitiva de las
enfermedades que tienen su origen en una alteración de un único gen
podrá radicar en una terapia genética que permita la inserción del gen
defectuoso, o la corrección de las señales que controlan su expresión en
los tejidos afectados. Estas "correcciones", teóricamente, podrían
llevarse a cabo en los gametos de los progenitores, en el cigoto o
embrión precoz; también en el adulto, bien por infección con un vector
viral al que se le ha quitado el carácter patógeno, bien mediante
trasplante de células previamente corregidas en cultivo. Por otra parte
la recientemente diseñada "máquina de hacer genes" permite la síntesis
automática de fragmentos de DNA con secuencia prefijada; ello permite ya
disponer "cómodamente" de genes o de consecuencias control para
modificar la expresión y sobre todo en las cantidades necesarias de
estos para las transferencias.
En julio de 1980, Cline llevó a
cabo, sin resultado positivo, el transplante de células de la médula
osea, corregidas en cultivo por introducción del gen de la -globina a
dos pacientes graves de talasemia. La realización de este ensayo
terapéutico ha sido muy criticado, ya que se carecía de datos
experimentales en animales, que respaldasen con un mínimo de garantías
el intento. Esta técnica ofrece, sin embargo posibilidades futuras para
corregir defectos en células de tejidos que proliferan fácilmente. Se
cuenta ya con vectores adecuados para ejercer una presión selectiva de
la proliferación de las células corregidas. Se desconocen, por el
contrario, los condicionantes, tales como localización en el cromosoma,
posición y cercanía de determinadas señales, que pueden afectar a la
expresión de los genes, y mucho más se desconocen los medios que
permitan dirigir la introducción del fragmento de DNA en lugares
precisos de un determinado cromosoma.
En 1979, Fleischman y Mintz
(3) han llevado a cabo con éxito una corrección genética, en ratones
homocigóticos portadores de una mutación en el sitio W, que da lugar a
anemia, esterilidad y falta de pigmentación. Las células de la línea
sanguínea se desarrollan a partir del día 11 del desarrollo embrionario y
el efecto que origina la anemia aparece el día 13, cuando el tejido
hepático se convierte en el productor principal de glóbulos rojos. Estos
autores inyectaron, por vía transplacentaria, células normales de
hígado, entre los días 12 y 13, a embriones portadores de esta
deficiencia y nacieron ratones no anémicos. Más recientemente se ha
logrado la expresión del gen de la insulina humana en tejido específico
en respuesta a sus inductores -glucosa, aminoácidos, incluso al agente
hipoglucémico tolbutamida- en ratones nacidos tras microinyección del
gen en fase embrionaria (4).
Las mayores perspectivas las
presentan aquellas enfermedades causadas por genes cuyo control no es
específico y por tanto se expresan en muchos tipos de células. Se
encuentran entre ellas la enfermedad de Lesch-Nyhan, en la que se
observa retraso mental y automutilaciones, originada por deficiencia de
la enzima xantina-guanina fosforibosil transferasa, y dos
inmunodeficiencias severas por lesión de las enzimas purina nucleósido
fosforilasa y adenosina desaminasa. El gen responsable de la enfermedad
de Lesch-Nyhan ha podido transferirse ya al ratón en 1987 (5).
Se
piensa también en la posibilidad de transferir a la médula de enfermos
de cáncer los genes de la dihidrofolato reductasa que confiere
resistencia al metotrexato, fármaco anticanceroso, pero muy tóxico para
los tejidos de proliferación activa, como la médula osea. De esta forma
al conseguirse aumentar la concentración de la enzima en el interior de
células "lábiles" se habría conseguido hacerlas "resistentes" al
metotrexato.
Mutagénesis inducida
Recientemente se ha
estudiado en células de mamífero los efectos que la introducción de
genes provoca sobre la secuencia homóloga de un cromosoma. Se ha visto
que la inyección de DNA en el núcleo produce, de forma totalmente
inesperada, una elevada frecuencia de mutación en el gen afín. Esto
ofrece un poder potencial de manipular genomas de organismos superiores
(6).
Thomas y Capecchi (7) han estudiado en células de rata el gen
mutado -"neo" gen-, cuya expresión normal confiere resistencia al
tóxico G418. Se trata de una mutación "ambar" que provoca una
terminación prematura de la proteína. Han corregido este gen por
microinyección de una forma diferente de este mismo gen, también mutado
por una deleción que elimina los 52 últimos aminoácidos de la proteína.
Los genes defectuosos han resultado corregidos por mutación compensada.
Estos genes retienen la mutación original pero adquieren otra que les
compensa el defecto. La frecuencia de este fenómeno es muy alta y
depende no sólo de la homología sino también del emparejamiento anómalo
entre pares de bases del DNA introducido y la secuencia correspondiente
del que formaba parte del genoma. La existencia de secuencias repetidas
facilita este proceso.
Son diversos aspectos que hay que
considerar en la aplicación de esta técnica. En primer lugar, que es
necesario tener gran cuidado al manipular genomas de mamífero por
transferencia de genes, ya que es posible inducir mutaciones no
deseables al intentar corregir un gen. Estas observaciones sugieren, por
otra parte, nuevos métodos para inducir, por ejemplo, a través de un
plásmido, mutaciones en unas regiones determinadas tales como
promotores, secuencias reguladoras "cis-acting". Es decir mutaciones en
zonas específicas, que tal vez puedan utilizarse para modificar la
expresión de genes.
Valoración ética
En el caso de
experimentación en el hombre, es necesario que el investigador tenga
suficiente competencia científica, que quiera intervenir por motivos
terapéuticos y haya realizado el trabajo experimental previo en animales
con suficiente extensión y profundidad, punto este que ha sido
adecuadamente subrayado en la Declaración de Helsinki de 1975. Debido a
la notable complejidad de los problemas y de las variables que
intervienen en la planificación de una experimentación en el hombre,
actualmente, no sólo los códigos deontológicos, sino las leyes civiles
de algunos Estados, exigen que se redacten las propuestas de los
programas experimentales y se sometan al criterio de las comisiones
constituidas para su estudio, revisión y aprobación. Los mismos códigos
requieren también que el programa experimental vaya precedido de un
estudio atento de los riesgos previsibles, que han de ser valorados
prudentemente en relación con el provecho que se espera alcanzar para el
sujeto, o para los demás. Esta última condición "o para los demás",
contenida en la Declaración de Helsinki, ha quedado atenuada en su
peligrosidad por un párrafo introducido en 1975, no previsto en la
redacción de 1964, y que afirma claramente que el interés del sujeto
tiene que estar por encima de los intereses de la ciencia y de la
sociedad.
En el momento actual, la aplicación de la terapia
genética al hombre requiere estudios previos en animales, que al menos
aseguren los siguientes aspectos (8, 9):
En primer lugar, que el
gen que se desee introducir penetre en las células y permanezca. Parece
que la penetración es factible, al menos en células de las que se puede
disponer con una relativa facilidad como las de la médula ósea, hígado o
fibroblastos, usando vectores retrovirales portadores del gen normal.
Ya hemos comentado que la inserción en el cromosoma y su estabilidad en
éste es un problema que requiere aún ulteriores estudios.
En
segundo lugar, que el gen se exprese y que esa expresión pueda regularse
de forma que la velocidad de formación del producto sea la adecuada. Ya
hemos visto que no todos los genes introducidos se expresan y el
conocimiento actual acerca de la regulación de los genes de eucariotas
es aún insuficiente.
Por último, es necesario asegurar que la
presencia del nuevo gen, y la del DNA asociado a él y que facilita la
penetración, no dañe las células receptoras ni produzca efectos de
mutación en el genoma, problemas que requieren aún observaciones a largo
plazo. Se desconocen los efectos de un gen situado en un lugar
incorrecto en un cromosoma, y cómo puede influir éste en los genes
próximos a él. Existe también inseguridad acerca de la posibilidad de
que los retrovirus usados como vectores puedan hacerse patógenos en la
recombinación.
La transferencia correcta de un gen a una célula
eucariótica no es cosa fácil; nunca se ha logrado, de hecho, identificar
los genes por separado por su presencia, sino que se reconocen por su
ausencia. Estos límites e incertidumbres son reflejados continuamente en
la literatura científica (10-13).
Así pues, por el momento, los
experimentos de terapia genética parecen prematuros, cualquiera que
fuera el método empleado, trasplante de células corregidas,
microinyección en núcleo de células de embriones, etc. El carácter
experimental de una intervención no es motivo de prohibición absoluta,
desde el punto de vista ético, y puede ser aceptable aunque sea con
riesgo grave si tiene un carácter terapéutico; ahora bien, en la
situación actual, la terapia genética tendría un carácter neto de
investigación -con muy pocas posibilidades de éxito terapéutico- y, por
tanto, por ahora, sólo debe hacerse en animales. Más carácter aún de
experimentación tendría la terapia genética aplicada al hombre en su
fase embrionaria, donde las posibilidades de éxito son aún menores por
la gran fragilidad del embrión y por las dificultades técnicas, obvias,
de realizar un diagnóstico lo suficientemente precoz.
En
definitiva, no habrá ningún obstáculo de tipo ético para aplicar la
terapia genética una vez que se haya superado la fase de investigación
previa en el animal. En caso de que fuera necesario hacer la corrección
en la etapa embrionaria, la técnica deberá haber avanzado lo suficiente
para no exponer al embrion a una muerte probable. Es obvio que la
licitud de estas intervenciones en el genoma del hombre -o en alguna de
sus células- supone que la finalidad sea estrictamente terapéutica, es
decir, entendiendo por tal la corrección de una enfermedad, de una
anomalía genética. Este tipo de intervención no debe ser nunca fruto de
otro deseo que, dada la definición de "salud" de la OMS como "total
bienestar físico, intelectual o social", podría considerarse
erróneamente como un fin terapéutico. Al uso de esta tecnología con
fines eugenésicos nos referiremos más adelante (cfr. capítulo 22).
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