La revolución en la genetica en el tratamiento del cancer

En un blog anterior ( ver agosto) , compartí con mis lectores la experiencia personal y familiar, de enfrentar el cáncer de mi esposa. En el camino de buscar una luz para superar esta difícil situación, me he dedicado a estudiar temas relacionados con la salud, donde he encontrado avances científicos significativos en los últimos tres años.  Estamos presenciando un cambio de paradigma en relación a cómo se puede enfrentar el cáncer y otras enfermedades. Los cambios que se están presentando, están aumentando la probabilidad de superar obstáculos que se consideraban infranqueables.

En el trabajo de averiguar qué había detrás de la revolución de las nuevas tecnologías, que hoy están generando un inmenso interés de inversionistas e investigadores, me encontré con los grandes  cambios que se han logrado en la ingeniería genética. Estos avances, están detrás del surgimiento de nuevos tratamientos para el cáncer, como es la inmunoterapia, tema que ampliaré en otro blog.


Pero también, se me ha despertado la curiosidad de entender  lo que hay detrás de los casos de personas desahuciadas,  pero que sobrevivieron contra las predicciones de los expertos y en contravía de la opinión  médica del momento.

Para comenzar a explicar lo que he encontrado, es importante entender el papel que está teniendo la ciencia, la tecnología y la innovación, en los inmensos avances que se están haciendo en el campo de la medicina. En la actualidad, se está viviendo una "verdadera revolución", palabras de un oncólogo de la Mayo Clinic, alrededor de la manera como se debe enfrentar el cáncer. Y detrás de este proceso, está la "revolución del ADN".

Con el título anterior, la revista National Geographic, en su edición de agosto, trae un fascinante artículo que busca explicar de una manera sencilla, un tema muy complejo y sofisticado, como es la posibilidad de hacerle una reingeniería al ácido desoxirribonucleico o ADN. Esta es la molécula, que almacena la información genética a largo plazo, utilizada por una célula para la creación de proteínas. Contiene las instrucciones genéticas, o códigos, usados en el desarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos conocidos. Los segmentos de ADN que llevan esta información genética, son llamados genes.

Es importante entender que el genoma humano contiene la información básica necesaria para el desarrollo físico de un ser humano. Esto lo hace mediante la secuencia del ADN, contenida en 23 pares de cromosomas, en el núcleo de cada célula humana, donde dos de estos pares determinan el sexo masculino o femenino de una persona.

La ingeniería genética se ha venido desarrollando desde hace varias décadas. Hace más de 40 años, los científicos descubrieron la manera de cortar los nuclotidos - letras del ADN que van a ser intervenidas de los genes de un organismo- y de pegarlos en los de otro, para introducir características distintas. Esto se llamó la recombinación del ADN, cuyo uso se ha venido extendiendo en el campo medico, así como para la producción de alimentos modificados.

La posibilidad de intervenir de manera precisa los neuclotidos, moléculas muy utilizadas en todo tipo de células para la transferencia de energía en los procesos metabólicos, ha sido el sueño de los biólogos. Los avances de los últimos dos años, han abierto la puerta para que se vuelvan realidad. Para lograrlo, se han desarrollado nuevas aproximaciones se pueden superar muchos de los obstáculos, que hoy se tienen para enfrentar las enfermedades, así como para mejorar las condiciones genéticas de las personas.

El problema que tienen los esquemas utilizados hasta hace poco, es que inadvertidamente existe un riesgo de trasladar los virus y patógenos de una especie a otra. Esto puede significar nuevas enfermedades para las cuales no hay cura conocida. Mientras tanto, en el el campo de los alimentos, existe la percepción errónea de los efectos nocivos para la salud de las semillas que han sido modificadas genéticamente para volverlas más resistentes a las plagas, al clima, etc.

Un investigador en genética molecular de la U de California, ha trabajado por muchos años buscando modificar los genes de los mosquitos responsables de diseminar las enfermedades como la malaria, el dengue, y más recientemente el Sika. Desde hace tres años ha logrado la combinación de dos tecnologias: CRISP-Cas9 y la unidad genética que es un mecanismo natural. Con esta combinación, se puede lograr por primera vez la posibilidad de alterar, borrar o reorganizar  de manera precisa, el DNA de cualquier organismo vivo. El impacto en la biología es inmenso.

Esta posibilidad, está siendo explotada por muchos investigadores alrededor del mundo, para corregir deficiencias genéticas reflejadas en mutaciones que son las causantes de enfermedades como la hepatitis y la distrofia muscular. También, se está trabajando para permitir los transplantes de órganos de cerdos a seres humanos, al quitarle a los genes de estos animales, la posibilidad de  ser receptores de un virus que es muy similar al que produce el SIDA. En el MIT, se ha descubierto el método para modificar simultáneamente 62 genes de este tipo en las células del riñón. Se calcula que en 18 meses máximo, se podrán hacer las primeras pruebas clínicas en pacientes humanos

El impacto de este tipo de desarrollos es enorme en términos de vidas y costos para los sistemas de salud. Solo en los Estados Unidos, más de 120.000 personas esperan conseguir órganos para que se les hagan transplantes. Muchas personas mueren porque no calificaron para un transplante a tiempo.

En el campo de la genética vegetal las posibilidades son inmensas, ya que la nueva tecnología abre la puerta para hacer la reingeniería genetica de una planta, sin incorporar genes de otras especies. Un ejemplo muy interesante en que se está trabajando, es la de darle al arroz la posibilidad de producir vitamina A. Sin una modificación en sus genes, esto no sería posible.  De esta manera  se impide que más de medio millón de niños, en los paises subdesarrollados, se queden ciegos por deficiencia de esta vitamina en sus alimentos.

Lo que es interesante, es que los agricultores han venido ajustando la composición genética de las plantas por miles de años. La nueva tecnología ofrece una forma más precisa para hacer lo mismo. Los biólogos que están trabajando, para conseguir modificaciones genéticas en el material vegetal, están experimentando con diferentes especies para borrar los genes que atraen las pestes a estas plantas. Los resultados utilizan la biología, en lugar de recurrir a los productos químicos, para así eliminar sus potenciales riesgos tóxicos.

El artículo de la National Geographic, evidencia también los riesgos potenciales que se están abriendo con la nueva tecnología y el poder que esta tiene hacia el futuro. Hay un buen número  de preguntas complejas, en el campo de la ética, que se están revisando, aunque ya en mediados de los 70, el tema había sido abordado a la luz de los avances de ese momento.

Desde entonces, muy rápidamente se vio que las medidas de protección acordada si funcionaban. Y que los beneficios sería enormes comparados con los riesgos, por los efectos en la  mejora de la vida de millones de personas.

Un ejemplo es el el tratamiento de la diabetes. Se logró la producción de insulina de manera industrial, si así se pude llamar, al colocar genes de insulina humana dentro de unos recipientes con bacteria, para después hacerla crecer al interior de los cuerpos de unos murciélagos gigantes.

Otro ejemplo es la toma de muestras de células de personas que tienen hemofilia. Estas pueden ser editadas fuera del cuerpo del paciente, para corregir las deficiencias genéticas que producen este enfermedad, y después se insertan de nuevo en el cuerpo del paciente.

Hay otros ejemplos del  potencial inmenso de la nueva tecnología para mejorar la medicina para los seres humanos. De hecho, ya hay un impacto muy significativo en la investigación para el cáncer. En  el  laboratorio, se puede desarrollar de manera deliberada, células malignas para ser sometidas a ensayos con diferentes tipos de droga para impedir su crecimiento. Mediante la  inmunoterápia, que es otra área muy prometedora de investigación, le permite al cuerpo hacer la labor de destruir las células malignas, utilizando su propio sistema inmunológico.

Pero a pesar de estos avances, hoy en día, persiste la preocupación ética que se deriva del poder de la nueva tecnología para modificar el material genético de las personas. Sus efectos pueden ser extendidos a las siguientes generaciones con el objetivo de corregir fallas genéticas. Las implicaciones de esta posibilidad son profundas y muy difíciles de predecir

Para entender mejor el impacto que está en marcha, vale la pena entender de manera sencilla como es que opera la nueva tecnología. El nuevo compuesto CRISP-Cas9 tiene dos componentes que operan al unísono.. El primero de ellos es una encina -Cas9- que se utiliza como un escalpelo para cortar el ADN. En la naturaleza, las bacterias utilizan este compuesto para desarmar el código genético de los virus que invaden a las células. El otro compuesto es una guía RNA que actúa como un escalpelo, y que lleva al primer componente de manera muy precisa, a los nuclotidos. Estas son las letras químicas de ADN que van hacer intervenidos.

El logro más importante ha sido  el conseguir que haya una precisión asombrosa de la guía desarrollada. Es la ciencia ficción vuelta realidad a nivel microscópico. Esto le permite a los científicos poder enviar reemplazos sintéticos, a una parte específica de un genoma, en medio de millones de nuclotidos. Al llegar a su destino, la encina corta la secuencia que se quiere corregir en el ADN. Y para reparar el corte realizado, la célula inserta una cadena de nuclotidos que vienen en el paquete CRISP.

Con el uso de CRISP para alterar el ADN, se puede eliminar la oposición a las comidas genéticamente modificadas, porque se tendría la posibilidad de rediseñar específicamente los genes para la especie modificadas,  sin tener que traer genes de otras especies. Pero también,  se puede lograr la fertilización de un embrión humano libre de defectos genéticos transmisibles a las siguientes generaciones.

Otro campo muy interesante en temas de la salud, es poder neutralizar la capacidad transmisora de enfermedades que tienen ciertas especies de mosquitos. En la actualidad, la nueva tecnología se está estudiando para generar un cambio genético en estos insectos para impedir la transmisión del Zika. En el caso específico de la enfermedad del dengue, los biólogos han diseñado un paquete que borra el gene natural en el mosquito transmisor, y lo reemplaza por otro que impide a las nuevas generación propagar la enfermedad.

Como lo menciona el artículo de National Geographic, "a medida que la ciencia empuja a la humanidad rápidamente hacia delante, el futuro se ve con mucha prevención. Pero esto siempre ha sido así. Muy pronto, será posible experimentar en laboratorios caseros con la nueva tecnología genetica, como sucedió con los aficionados a la radio y a los computadores personales".

Que halla la posibilidad de que se juegue con el cambio genético en un laboratorio de garaje genera mucho temor. Sin embargo, las posibilidades positivas que se ven hacia delante son tan enormes, que el miedo no puede ser la guía para suspender los avances de la ciencia. Es un nuevo tipo de poder que hay que aprenderlo a manar de manera inteligente.

Gracias a los avances de la ciencia, hay la esperanza para los pacientes con enfermedades como el cáncer y la diabetes. Es una noticia muy importante para personas que están sufriendo sus consecuencias, porque hay  posibilidades que hoy les ofrecen la esperanza de superar su enfermedad y vivir muchos años más.