jueves, 4 de enero de 2018

A VUELTAS CON LA GENÉTICA ( Entrega nº 3). EL TOP-TEN 2017 DE LA REVISTA "SCIENCE"

A vueltas con la Genética. Entrega nº 3


Por Federico Bello Landrove


     El mundo de la Genética está en constante evolución. Esta serie de ensayos pretende ser una aproximación a algunos de los avances y descubrimientos científicos más recientes en la materia. Al propio tiempo, puede suponer una actualización del trabajo general presentado en este blog, bajo el título de Lamarck y Darwin se unen: Revisión general de la doctrina en materia de aleatoriedad de las mutaciones.





El top-ten de la revista Science para 2017


     Como viene siendo habitual, la revista Science ha realizado una amplísima encuesta entre científicos individuales e institucionales, para escoger los diez avances científicos producidos en el año 2017, que se han considerado los más importantes o novedosos. Como no podía ser menos, tres de ellos abordan cuestiones de carácter genético. Una sucinta referencia a los mismos la he recogido en las líneas que siguen.



1.      Corrección de mutaciones puntuales de una sola base


     Los progresos en la técnica de edición del sistema CRISP-cas[1] han permitido corregir de forma eficaz mutaciones de una sola base, tanto en el ADN, como en el ARN; algo muy importante para la Medicina pues unas 35.000 enfermedades humanas tienen su origen en un único error del genoma (mutación puntual). Diversos equipos de investigación han logrado la corrección, tanto en individuos ya nacidos, como en embriones humanos.

     El profesor David Liu y colaboradores de Harvard y el MIT[2] (Broad Institute) lo han logrado sobre el ADN, en los pares C·T (citosina mutada en timina) y G·A (guanina mutada en adenina), precisamente en el lugar en que se había producido la mutación deletérea y logrando que, al replicarse el ADN, la corrección se mantenga indefinidamente. La mutación más frecuente (la de guanina en adenina) ha logrado revertirse mediante el uso de una enzima artificial -adenina deaminasa-, capaz de convertir la adenina mutada en su muy similar bioquímica inosina (I), que no presenta las consecuencias mórbidas de la adenina mutante, sino que se comporta de manera análoga a la guanina.

     Hasta ahora, el porcentaje de éxito inmediato ha sido del 53%, suficiente para iniciar el tratamiento en pacientes de enfermedades genéticas que no obtendrían curación por otro medio. Los pasos siguientes irán encaminados a incluir los tests de seguridad, eficacia y efectos secundarios.

     En otra línea de investigación, basada en los mismos progresos técnicos, genetistas del Broad Institute del MIT (encabezados por Feng Zhang) han elaborado un programa, llamado REPAIR (siglas de RNA Editing for Programable A to I Replacement) capaz de conseguir análogos resultados que el anterior, pero actuando sobre la mutación G·A en el ARN. La opción por el ARN se debe a la reversibilidad de los cambios en el mismo, para evitar así alterar innecesariamente algo irreversible per se, como es el ADN. Han utilizado enzimas de la familia CRISP-cas 13, capaces de lograr la oportuna edición de la inosina, en lugar de la mutante adenina, pero no de producir el efecto tijeras, ya que no se trata de cortar y pegar el ADN.

     Los resultados positivos han alcanzado niveles de hasta el 51%, suficientes para haber demostrado buenos efectos en el tratamiento de la anemia de Fanconi y ciertos tipos de diabetes insípida. Para seguir adelante con los experimentos, se prevé probar el programa REPAIRv2 en tejidos de animales no humanos.



2.      Cáncer, células T y bloqueante Pembrolizumab (Keytruda)[3]


     En el transcurso de 2017, se ha autorizado en USA[4] el primer bloqueante de la proteína PD-1 de los linfocitos T, que constituye uno de los pasos esenciales para la supresión de muchos tumores cancerosos. Se trata del Pembrolizumab, que ha mostrado una buena eficacia en una muestra de 86 pacientes de doce diversas clases de cáncer derivado de defectos en el mismatch-repair (MMR)[5] del ADN, logrando un 21% de plena eficacia y un 53% de respuesta claramente positiva, gracias a su efecto de expansionar rápidamente la aparición de clones de linfocitos T, capaces de reaccionar contra los neopéptidos de las células cancerosas. Detrás de este éxito aparente está el hecho de que el cuerpo humano tiene respuestas inmunológicas contra ciertas modalidades de cáncer (y, por tanto, contra la severa alteración del sistema de mismatch-repair del ADN), bastando con bloquear los mecanismos de defensa contra anticuerpos que las células cancerosas desarrollan.

     A mayores, los efectos secundarios detectados han sido no graves y cómodamente superables. También es notable que el tratamiento con la droga ha durado un promedio de 7 meses y medio, pasado el cual no se ha evidenciado la necesidad de repetirlo, manteniéndose entre uno y dos años la evolución de mejoría iniciada (hasta ahora, no ha habido tiempo para seguir los casos en periodos más largos). La resistencia clínica inicial al tratamiento apareció en un 14% de los casos, pero solo en el 6% se apreció un progreso continuado de la enfermedad, no siempre achacable al fracaso total del tratamiento.

     Aunque los cánceres surgidos de deficiencias del MMR alcancen solo entre el 4 y el 8% de algunos de sus tipos más frecuentes, la cifra absoluta es impresionante (unos 60.000 casos anuales en los EE.UU). Este dato, así como el hecho de que tales tipos de cáncer no hayan tenido hasta ahora tratamiento efectivo, aconsejan seguir adelante con la experimentación y el tratamiento con bloqueantes de la proteína PD-1[6], en particular, y con el apoyo y potenciación del sistema inmunitario de los pacientes, en general.



3.      La terapia génica supera la barrera hemato-encefálica


    Una de las mayores dificultades para aplicar la terapia génica en las enfermedades del sistema nervioso central (particularmente, del cerebro) es la existencia de la llamada barrera hemato-encefálica[7] que, de manera natural, restringe el acceso y difusión por el sistema nervioso central de las sustancias que viajan por la sangre, como es el caso de los medicamentos o mecanismos de terapia génica encaminados a combatir las enfermedades neurodegenerativas. En 2017, un conjunto de especialistas, vinculados al sistema Nationwide Children’s Hospital de los EE.UU, ha logrado dar con la llave que puede hacer saltar el cerrojo de la citada barrera, como parece haberse demostrado con una muestra de 15 bebés que padecen SMA-1 (atrofia medular muscular, tipo 1) -en inglés, Spinal Muscular Atrophy, tipe 1[8]-, y que están siendo seguidos desde dos años atrás.

     El sistema empleado para lograr eficazmente el acceso al encéfalo y su difusión por el mismo ha sido la inoculación en sangre de un virus vector del gen no mutado SMN1, cuya alteración sufren los pacientes de SMA-1. Otra ventaja de esta terapia génica, frente a la tradicional de inyectar en la médula un medicamento alternativo, es la de que basta con infundir el virus una sola vez, no cada 4 meses, como venía sucediendo con el específico. El virus vector pertenece al grupo de los AAV (Virus Adeno Asociados), que no tienen dificultad en traspasar la barrera hemato-encefálica y solo provocan una muy ligera reacción del sistema inmunológico.

     Los grupos de investigadores que han realizado el estudio para la SMA-1 (norteamericanos y europeos[9]) proyectan de manera inmediata extenderlo a pacientes afectados de adrenoleucodistrofia (ALD) y leucodistrofia metacromática (LMC). Pero a nadie se le oculta que el objetivo a medio plazo sea el de ensayar el vector vírico para combatir enfermedades tales, como la de Parkinson.






[1]  Véase en este mismo blog el ensayo, A vueltas con la genética (1), apartado 3 (Una maravilla, llamada CRISP-cas)
[2]  Siglas inglesas correspondientes al Instituto Tecnológico de Massachusetts.
[3] Véase Dung T. Lee y 45 autores más, Mismatch-repair deficiency predicts response of solid tumors to PD-1 blockade. Science. 2017 Jul 28; 357 (6349): 409-413. Para una referencia histórica al tema de la inmunoterapia como hito en el tratamiento médico del cáncer, véase: Juan Jesús Cruz Hernández, Tratamiento médico del cáncer. Hitos a través del conocimiento, Universidad de Salamanca, 2017, páginas 60-67.
[4]  También lo ha sido por el Ministerio de Sanidad español para cáncer de pulmón, a partir del 1 de agosto de 2017. El Informe de Posición Terapéutica se publicó el 19 de octubre de 2017 y es accesible por Internet.
[5]  Sistema natural con el que el ADN repara la mayor parte de sus defectos de transcripción. Muchos casos de cáncer son debidos a que dicho sistema se bloquea o entorpece en las células cancerosas, apareciendo así multitud de mutaciones dañinas que, en otro caso, podrían corregirse.
[6] Los linfocitos activados de los tipos T y B segregan esa proteína para evitar la emisión de antígenos por las células invasoras (externas o cancerosas). A su vez, las células cancerosas emiten otra proteína, llamada PD-L1 que se asocia a la PD-1 y evita la eficacia de esta.
[7] Se trata de una membrana semipermeable, altamente selectiva, que separa la sangre que circula por el encéfalo de los fluidos extracelulares del sistema nervioso central. Fue descubierta por Ehrlich y por Goldman en 1885 y le dio nombre definitivo Lewandowski en 1886.
[8]  También conocida como enfermedad de Werdnig-Hoffmann.
[9] El grupo europeo estaba encabezado por Federico Mingozzi, quien posteriormente se ha trasladado a Pennsylvania (USA).

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