¿Qué puede hacer la edición-de-genes por nuestra salud?

Cuando un dolor o malestar recurrente nos aqueja a nosotros o a alguien que queremos, nuestro primer deseo es aliviarlo, de eso no hay dudas. Pero qué tal si un médico nos dice que tiene una solución que no solo le quitará el dolor de una vez, sino para siempre. Lo podrá hacer porque utilizará una técnica que corregirá la causa del dolor. Seguro nos interesa y lo escuchamos.

El escenario de corregir la causa del dolor existe hoy para muchas enfermedades. No es así para muchas de las enfermedades que tienen su origen en alteraciones (o mutaciones) de nuestros genes. Para estas últimas, la edición-de-genes se ha convertido en una posibilidad cada vez más real dentro de las herramientas que disponemos para solucionar sus causas.


  1. ¿De qué se trata la edición-de-genes?
  2. ¿Qué hace tan prometedora la técnica de edición-de-genes?
  3. ¿Cómo se clasifican las enfermedades hereditarias?
  4. ¿Qué nos ha acercado tanto a la aplicación de la edición-de-genes en la salud humana?
  5. ¿Qué falta para comenzar a aplicar la edición-de-genes con CRISPR/Cas9 en todas las enfermedades posibles?

¿De qué se trata la edición-de-genes?

Primero debemos recordar que toda la información necesaria para la formación y el funcionamiento de nuestro cuerpo está contenida en nuestros genes, que heredamos como una combinación del aporte de nuestros padres.

Edición-de-genes se le llama a la aplicación de técnicas de Ingeniería Genética para realizar cambios en la composición de nuestros genes. Nos permite corregir alteraciones (o mutaciones) en los genes para variar alguna característica física en el organismo, o en su funcionamiento.

Si imaginamos nuestros genes como un collar de cuentas de colores, con la edición-de-genes podemos sustituir cuentas y corregir el orden de los colores para obtener la combinación correcta. Podemos también eliminar o agregar fragmentos completos.

¿Qué hace tan prometedora la técnica de edición-de-genes?

La edición-de-genes puede revolucionar el enfrentamiento a muchas enfermedades de origen genético. Las enfermedades genéticas son las que se originan por defectos en uno o varios de nuestros genes. Esas enfermedades pueden ser hereditarias o estar originadas por trastornos durante el desarrollo embrionario.

Por una parte, las enfermedades genéticas hereditarias están determinadas directamente por alteraciones (mutaciones) en uno o varios genes.

Una enfermedad genética hereditaria se adquiere como resultado de la combinación de los genes aportados por los padres; el hecho de que uno de los dos, el padre o la madre sea portador de la alteración (o mutación) en sus genes, no quiere decir que el hijo la padecerá. Esas enfermedades se han clasificado, por tanto, de acuerdo a la probabilidad de que se manifieste.


Enfermedades hereditarias

Se conocen como Enfermedades Genéticas Dominantes, las que son causadas por una mutación en una copia de un gen. Si uno de los padres tiene esa mutación, entonces cada hijo tiene 50% de posibilidades de heredar la enfermedad.  Un ejemplo es la Enfermedad de Huntington.

A diferencia de las dominantes, en las Enfermedades Genéticas Recesivas, ambos padres tienen en sus genes la misma mutación. En esos casos, hay un 25% de probabilidades de que el hijo herede el gen mutado de ambos padres y desarrolle la enfermedad, un 50% de que herede el gen mutado del padre o la madre y sea lo que se conoce como –portador- pero no manifieste la enfermedad, y un 25% de probabilidades de que no herede el gen mutado y no desarrolle la enfermedad.

Un grupo más pequeño de enfermedades hereditarias si influyen diferencialmente si la descendencia es femenina o masculino. Son las Enfermedades Genéticas Ligadas-al-Sexo. Algunos ejemplos de estas enfermedades son la Hemofilia y el Daltonismo.

Foto: Imagen de LaCasadeGoethe en Pixabay 


El impacto de la edición-de-genes no será solo en las enfermedades hereditarias. La evolución de nuestro organismo a todas las enfermedades que padecemos en nuestra vida está influenciada grandemente por nuestra dotación de genes. Eso es cierto aún para las enfermedades infecciosas. Un ejemplo es la infección por el Virus de la inmunodeficiencia adquirida (VIH), pero esto último lo retomaremos más adelante.

¿Qué nos ha acercado tanto a la aplicación de la edición-de-genes en la salud humana?

La edición-de-genes se ha utilizado en los laboratorios de investigación por muchos años. Sin embargo, las técnicas que se utilizan en los laboratorios no son fácilmente adaptables como tratamiento médico a pacientes.

Estudios dirigidos a comprender el sistema de defensa que utilizan las bacterias para detectar el material genético de los virus que las infectan y eliminarlo con alta efectividad, llevaron al descubrimiento de una maquinaria celular formada por varias proteínas, conocida entre los científicos como CRISPR/Cas9.  

Utilizando CRISPR/Cas9 es posible localizar el gen defectuoso con gran especificidad y “editarlo”, insertando o eliminando un fragmento, o cambiando elementos de las secuencias de genes, con alta precisión.

La edición-de-genes puede revolucionar el enfrentamiento a muchas enfermedades
Photo by RF._.studio on Pexels.com.
La edición-de-genes puede revolucionar el enfrentamiento a muchas enfermedades

CRSIPR/Cas9 se ha utilizado en la edición de genes de células de gran diversidad de especies animales, incluidos embriones humanos.  

Esta técnica ha sido de gran utilidad en la generación de modelos animales que reproducen enfermedades genéticas humanas. Los modelos animales experimentales ayudan a comprender las bases de la enfermedad y facilitan a identificar las proteínas “diana” de nuevos tratamientos, aceleran la evaluación de los candidatos a medicamentos y contribuyen a que estos sean más efectivos y seguros para las personas.

Una colaboración entre científicos de China y EEUU logró devolver la capacidad auditiva a los ratones Beethoven, cuya sordera se debe a un gen defectuoso.

Fuente: La historia de CRISPR/Cas9 de Patricia Marquez @patriciamarquez.

La edición-de-genes mediante CRISPR/Cas9 se está evaluando en el tratamiento a pacientes con enfermedades monogénicas o sea, donde se necesita corregir un gen para obtener los resultados esperados. Hasta la fecha, al menos 3 ensayos clínicos se han iniciado utilizando esta técnica; se encuentra en evaluación para tratar la beta-Talasemia, la Siclemia severa y la Amaurosis congénita de Leber.

La  beta-Talasemia y la Siclemia severa son trastornos hereditarios de la sangre. La b-Talasemia causa fatiga, debilidad, palidez y crecimiento lento. Los síntomas de la Siclemia severa incluyen episodios de dolor intenso, anemia, daño de órganos e infecciones. La siclemia severa es una enfermedad con un alto índice de mortalidad. Los tratamientos existentes están dirigidos a aliviar los síntomas. Las personas aquejadas con las variantes más severas requieren transfusiones de sangre y transplantes de células madre de un donante. Estos tratamientos, aunque ayudan al paciente, no representan una cura.

La Amaurosis congénita de Leber es una enfermedad genética que afecta los ojos. Esta enfermedad se manifiesta desde el nacimiento y en la infancia y se caracteriza por una deficiencia visual que puede ir desde problemas leves hasta la ausencia de percepción de la luz. En la mayoría de los casos, la pérdida visual es permanente.

Otras enfermedades humanas en las que se ha evaluado el uso de CRISPR/Cas9 en animales, con resultados prometedores, son la Distrofia muscular congénita, la sordera genética, y enfermedades genéticas del hígado y los pulmones como la Deficiencia de alfa-1-antitripsina y la Fibrosis quística.  

Pero hay que ser precavidos. A pesar de los importantes avances que se han logrado hasta ahora, CRISPR/Cas9 todavía necesita más estudios experimentales y desarrollo.

Fuente: La historia de CRISPR/Cas9 de Patricia Marquez @patriciamarquez

A finales del año 2018, el científico He Jiankui dió a conocer al mundo que había creado los primeros seres humanos genómicamente modificados. Se trataba de dos niñas gemelas, hijas de padres portadores del VIH, a las que quiso introducir resistencia a la infección por este virus. 

Para introducir la resistencia al VIH, el científico He Jiankui utilizó la técnica de CRISPR/Cas9 para modificar células embrionarias, con el fin de inhibir la expresión del gen que codifica para la proteína CCR5. He seleccionó este gen debido a que la proteína CCR5 es una de las que utiliza el VIH para entrar a las células. Por otra parte, se conoce que modificaciones en esta proteína confieren resistencia a la infección por el VIH.

El procedimiento se realizó a espaldas de la comunidad científica y sin respetar incuestionables estándares de procedimiento y bioéticos. Este anuncio fue una clara alerta a la comunidad científica sobre la necesidad de generar un debate público y transparente antes del uso de la edición-de-genes con CRISPR/Cas9 más allá del tratamiento y la prevención de enfermedades.

Más recientemente, un equipo de investigación, liderado por los científicos Howard Gendelman y Kamel Khalili, profesores del Centro Médico de la Universidad de Nebraska y la Universidad de Temple, respectivamente, han publicado una alternativa para el uso de CRISPR/Cas9 en la eliminación del VIH, sin necesidad de modificar células embrionarias humanas. La propuesta de Gendelman y Khalili utiliza la edición-de-genes para eliminar el material genético del VIH insertado en el genoma de las células humanas, en combinación con el uso de la terapia retroviral. Los experimentos, realizados en ratones, mostraron resultados prometedores.

¿Qué falta para comenzar a aplicar la edición-de-genes con CRISPR/Cas9 en todas las enfermedades posibles?

A pesar de la intensa investigación que se ha desarrollado para comprender y hacer el mejor uso de la edición-de-genes con CRISPR/Cas9, aún hay varios fenómenos asociados a la aplicación de esta técnica que no se conocen completamente y pueden generar efectos no deseados

Los cambios que se introducen con CRISPR/Cas9 en los genes son permanentes, por lo que la comunidad científica sopesa con mucho cuidado cada paso que se da hacia el uso en las personas.

El uso de la edición-de-genes mediante CRISPR/Cas9 para el tratamiento de enfermedades, impone aún numerosos retos para los científicos.

Imagen de Arek Socha en Pixabay

Una de las mayores preocupaciones viene con las posibles aplicaciones de la técnica en embriones humanos. Mientras hay un claro apoyo al uso de la edición-de-genes para solucionar enfermedades incurables; hay desaprobación a utilizarla como forma de “mejorar” cualidades como la inteligencia, las aptitudes atléticas o el color de los ojos.

En estos momentos se acepta que el uso más seguro es el tratamiento del órgano o tejido afectado, no la modificación de genes a nivel de células germinales, que puedan pasar el cambio a futuras generaciones.

Efecto off-target. Se trata de las posibles fallas en la especificidad de la proteína Cas9. Esta proteína puede generar cortes en fragmentos de gen de secuencias similares a la diana de interés del tratamiento, lo que puede ocasionar efectos no predecibles en la persona tratada.

Efecto on-target con resultados no deseados. Aun cuando el corte se produzca solo en el gen de interés, parte del mecanismo de reparación depende de los mecanismos de reparación de las células que no son totalmente predecibles. Algunos podrían llevar también a efectos no deseados.

Seguridad a largo plazo de los efectos on-target y deseados. Los cambios que se introducen en los genes en el tratamiento a células germinales y embriones pueden transmitirse a la descendencia. Es de gran importancia asegurarse que tales cambios son seguros, o se estaría introduciendo una característica heredable de la cual no se conocen las consecuencias.  

El debate público y transparente es necesario antes del uso de la edición-de-genes con CRISPR/Cas9 más allá del tratamiento y la prevención de enfermedades.  

La investigación para hacer más segura la aplicación de la edición-de-genes con CRISPR/Cas9 en el tratamiento de enfermedades incurables es intensa. Se esperan nuevos ensayos que puedan responder las interrogantes que aún existen y que aseguren un uso más extendido y seguro de esta técnica en favor de la salud humana.


Si te resultó de interés el contenido, déjame un LIKE o un comentario al final de la página y me estarás estimulando a continuar escribiendo.


Se está procesando…
¡Excelente! Ya formas parte del grupo

Fuentes:

1. Anuncio del nacimiento de las gemelas Lulu y Nana por el científico He Jiankui

2. Dash, Prasanta K., Rafal Kaminski, Ramona Bella, Hang Su, Saumi Mathews, Taha M. Ahooyi, Chen Chen, et al. «Sequential LASER ART and CRISPR Treatments Eliminate HIV-1 in a Subset of Infected Humanized Mice». Nature Communications 10, n.o 1 (diciembre de 2019): 2753. https://doi.org/10.1038/s41467-019-10366-y.

Publicado por viviendohabana

Soy Vivian, una mujer trabajadora, mamá de un niño de 11 años. Soy bioquímica de profesión, Dra. en Ciencias Biológicas. Me he dedicado por años a la investigación en el desarrollo de medicamentos. En mi web, sin embargo, me interesa conversar el cuidado de la salud basado en productos naturales y el equilibrio de todas nuestras actividades.

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión /  Cambiar )

Google photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google. Cerrar sesión /  Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión /  Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión /  Cambiar )

Conectando a %s

A %d blogueros les gusta esto: