Investigadores españoles identifican un gen que está asociado con el desarrollo de metástasis en el cáncer de próstata y que podría ser utilizado como biomarcador de agresividad en este tipo de cáncer. El objetivo del estudio, llevado a cabo en el Centro de Investigación CIC bioGUNE en ratones, era conocer el metabolismo de las células del cáncer de próstata, con el fin de obtener información sobre cómo se propaga. Así, han descubierto que el gen PGC1A, un gen regulador de este metabolismo, juega un papel clave evitando el desarrollo de la metástasis en este tipo de cáncer, por lo que pacientes que tengan este gen mutado, tendrán un mayor riesgo de sufrir recaídas o metástasis.
Según palabras de Arkaitz Carracedo, director del estudio, “identificar este grupo de pacientes es un avance importante para definir terapias personalizadas que sean más eficaces para tratar el cáncer de próstata“, quien añade que “el siguiente paso es identificar fármacos que sean más efectivos contra las células que carecen de ese gen"
fectivos contra las células que carecen de este gen”
La medicina genética, que se encarga de estudiar el papel que desempeñan los factores del ADN hereditario en distintas enfermedades, está avanzando progresivamente en los últimos años. Muchas han sido las pruebas que se han llevado a cabo en animales, sin embargo, todavía está por verse el efecto que producirían las mismas en seres humanos.
Un ejemplo de los progresos médicos es la creación de la técnica 'CRISPR/cas9', más conocida como 'ingeniería genética', que mejoraría la calidad de vida de las personas que padecen determinadas enfermedades e incluso ayudaría a curar diversos tipos de cáncer o enfermedades hereditarias degenerativas.
Hasta ahora este procedimiento solo se utilizaba para la creación de nuevas cepas (microorganismos), variedades (plantas) y razas (animales), consiguiendo productos más eficientes pero la terapia quiere trasladarse a los seres humanos. En este caso, consistiría en "'cortar' trozos de genes e intentar reinsertarlos donde hay otros que funcionan mal", tal y como explica el director de la Cátedra Interuniversitaria sobre Derecho y Genoma Humano organizada por la Universidad del País Vasco (UPV) y la Universidad de Deusto, Carlos María Romeo Casabona.
La 'CRISPR/cas9', según relata, es "una técnica muy barata, eficiente y sencilla" y que ahora se utiliza en los laboratorios "más punteros". Sin embargo, todavía no se han realizado ensayos clínicos (en humanos) que muestren su funcionamiento real, a pesar de que los avances científicos están ahondando cada vez más en el genoma humano para obtener más información sobre él.
El principal problema para comenzar con los análisis está ligado al desconocimiento y para que se realicen en un periodo corto de tiempo, primero sería necesario un estudio profundo sobre las funciones reales que tienen los genes involucrados en esas enfermedades, tanto primarias como secundarias. En este sentido, Carlos María Romeo tiene esperanzas de que se consigan pero asegura que "no va a ser una realidad de aquí a diez años aunque hay que empezar ya a reflexionar sobre su alcance y consecuencias éticas, biológicas y legales".
Posibles avances y perspectivas
Medicamentos personalizados: Los tratamientos y medicamentos que reciben en la actualidad los pacientes que padecen las mismas enfermedades es similar. Con la realización de nuevos estudios genéticos que analicen las características personales de cada ser humano, podría lograrse que las terapias fueran personalizadas y adaptadas según las características individuales y genéticas de cada paciente. "Un medicamento puede ir bien a una persona y mal a otra por lo que habría que buscar un medicamento adaptado a sus características biológicas", señala Romeo Casabona. Esto también podría permitir calcular las dosis necesarias en función del grado de implantación de la enfermedad o posible avance de la misma según la persona.
Modificación del ADN: También denominada 'Edición de Genomas'. Esta técnica, a pesar de su nombre, no quiere decir que se editen los genomas sino que se manipulan y se transforman intentando que el tratamiento de enfermedades sea más eficaz y tenga mayores repercusiones. Esta posibilidad abriría el abanico para estudiar y cambiar o suplantar las funciones de los genes tanto en embriones como en personas ya nacidas.
En embriones: Se puede utilizar en la modificación del ADN de los futuros hijos antes de la procreación modificando los gametos o modificando el cigoto —el ovocito una vez que ha sido fecundado—. Esta técnica no se ha permitido de momento en ningún país porque se correrían debido a los múltiplos efectos que todavía se desconocen. En personas ya nacidas: Ya se ha intentado con anterioridad pero nunca ha dado buen resultado a largo plazo. "Comenzó utilizándose para identificar a los 'niños burbuja' (personas que tienen que vvir en ambientes completamente estériles para evitar contagios y no suelen llegar a edad adulta). Se intentó modificar el ADN de varios y, a priori, tuvo éxito pero a medio-largo plazo no dio resultado". Clonación: En este sentido no es que se manipule solamente un gen determinado, sino que se cambia todo un genoma por otro. "La oveja Dolly, el primer mamífero clonado, nació en 1996 y cuando murió tenía 6 años. Era vieja a pesar de ser una oveja joven", recuerda el director de la Cátedra Internacional de la Universidad de Deusto y la UPV y añade que "todos los mamíferos somos diferentes unos con otros y todos los mecanismos de funcionamiento a nivel molecular entre todos los seres humanos son diferentes".
A pesar de esto, Romeo Casabona considera que "algún día se conseguirá, si no es por un procedimiento es por otro" pero es cauto porque "se necesita tener todas las vías controladas y saber que no habrá grandes efectos secundarios. Si quitamos un gen y ponemos otro, al estar conectado con todos los demás y no conocer realmente todas sus funciones, correríamos un gran riesgo. Para avanzar en este tema se requiere mucha paciencia, mucha persistencia y gran una capacidad de innovación".
Cura o predicción temprana de enfermedades: Muchos tipos de cáncer o enfermedades degenerativas están provocadas precisamente por patologías que vienen de determinados genes, si estos genes pudieran suplantarse por otros nuevos podríamos decir que la cura del cáncer detectado precozmente sería inmediata. Además, "los genes dan una información predictiva sobre si una persona que está sana o un embrión va a desarrollar una enfermedad o tiene una alta probabilidad de padecerla en un futuro".
Mejora del rendimiento: Tal y como hasta ahora, por ejemplo, se han transferido a los tomates genes de peces para que resistan mejor a las bajas temperaturas del invierno, a los seres humanos podría aplicarse la misma técnica. Esto podría ayudar al rendimiento tanto fístico como mental de las personas.
Conocer las capacidades cognitivas y el aspecto físico de los niños antes de nacer: A través del conocimiento de la composición genética de los niños, se puede descubrir la influencia de los rasgos ambientales y de su forma de vida, así como el impacto de lo que comen, beben, el sitio en el que viven, su estilo de vida y lo activos que son. Saber su patrón de crecimiento, su potencial atlético, pronosticar si un niño tiene tendencia genética a necesitar gafas o su grado de rendimiento de memoria, son cuestiones que pueden guiar a los padres a la hora de elegir qué deportes son mejores para su hijo, potenciar sus habilidades, o determinar los comportamientos se deben reforzar.
El cerebro es por defecto femenino, ya que no requiere la secreción activa de esteroides gonadales. Por el contrario, la masculinización implica una diferenciación de esa vía, la cual es mediada por la secreción de esteroides desde los testículos durante el periodo perinatal. Para obtener una mejor aproximación de cómo es que dichas hormonas gonadales inducen cambios a nivel cerebral, un grupo de científicos de la Universidad de Maryland, a cargo de la Dra. Margaret McCarthy, investigaron el rol de la epigenética en la masculinización del cerebro.
El cerebro de los mamíferos, incluido el humano, está destinado a ser femenino a menos que sea expuesto a hormonas gonadales (sexuales) masculinas durante un periodo específico del desarrollo.
En mamíferos, el sexo masculino se determina durante la fecundación por la presencia del cromosoma Y. Posteriormente ocurre la diferenciación sexual en el cerebro, de manera que garantice que la fisiología neuronal y el comportamiento reproductivo en el adulto sean consistentes. El cerebro es por defecto femenino, ya que no requiere la secreción activa de esteroides gonadales. Por el contrario, la masculinización implica una diferenciación de esa vía, la cual es mediada por la secreción de esteroides desde los testículos durante el periodo perinatal.
En roedores, se ha demostrado que el complemento cromosómico (dado por el cromosoma Y) y el ambiente en el que se desarrolla el organismo pueden magnificar o disminuir las diferencias sexuales en el cerebro. Sin embargo, la acción de la hormona testosterona y su metabolito (producto) estradiol son los principales mediadores de la masculinización del cerebro.
Estos esteroides se unen a receptores localizados en los núcleos celulares y se postula que así, inducen directamente la expresión de genes asociados a la masculinización. Sin embargo este mecanismo aún no está bien dilucidado. Para obtener una mejor aproximación de cómo es que dichas hormonas gonadales inducen cambios a nivel cerebral, un grupo de científicos de la Universidad de Maryland, a cargo de la Dra. Margaret McCarthy, investigaron el rol de la epigenética en la masculinización del cerebro de roedores.
¿Qué es la epigenética? Es un proceso mediante el cual señales (internas o externas) pueden ejercer control a largo plazo sobre la expresión de genes, sin implicar alteraciones en la secuencia de ADN, pero que de igual manera afecta el fenotipo de un organismo (características visibles). En palabras del genetista Bryan Turner: “El ADN no es más que una cinta que almacena información, pero no hay manera de sacar provecho de esta información sin un aparato de reproducción. La epigenética es pues el reproductor de cintas”.
Entre los procesos epigenéticos, este grupo de investigadores se enfocó en la metilación del ADN, que consiste en reprimir la expresión de un gen o, en otras palabras, silenciarlo al agregar un grupo metilo a una secuencia de ADN específica. Para determinar si la metilación del ADN contribuye a la masculinización del cerebro mediada por estradiol, evaluaron la actividad de la enzima DNMT (ADN metiltransferasa o enzima que metila el ADN) en una de las áreas cerebrales con mayor diferencias entre sexos- el área preóptica del hipotálamo - en machos, en hembras sin tratamiento y en hembras tratadas, durante la lactancia, con una dosis de estradiol similar a los niveles de machos.
Como resultado, observaron que los machos tenían menor actividad de la DNMT durante un periodo específico de su desarrollo, al que denominaron “periodo sensitivo”, que comprendía la primera semana de vida. Esto implicaba que las hembras sin tratamiento presentaban mayores niveles de represión génica que los machos. Por otro lado, las hembras tratadas con estradiol presentaron niveles de represión inferiores a las hembras sin tratamiento, disminuyendo la actividad de la DNMT al nivel de los machos. Sin embargo, este efecto masculinizador del estradiol sobre el cerebro de las hembras sólo ocurría dentro del periodo sensitivo y no en edades más avanzadas.
Posteriormente, para determinar si una menor actividad de la DNMT se correlacionaba con una masculinización a nivel conductual, los científicos inhibieron farmacológicamente la acción de esta enzima con el fin de imitar lo que ocurriría con el estradiol durante el periodo sensitivo. Como resultado observaron que, efectivamente, al inhibir la represión génica en el cerebro de hembras, estas presentaban mayor cantidad de comportamientos masculinos frente a una hembra receptiva sexualmente.
Con estos resultados, los científicos demostraron que la metilación del ADN por la enzima DNMT mantiene el fenotipo de cerebro femenino y, además, que la masculinización puede ocurrir si genes específicos son des-reprimidos (no se les silencia). Por otro lado, también probaron que la masculinización mediada por el estradiol sólo ocurre durante la primera semana de vida, poniendo en duda si es posible masculinizar el cerebro, inhibiendo la acción de la DNMT, fuera del periodo sensitivo, con edades superiores a la semana de vida.
Con los resultados ya mencionados, esta investigación ha demostrado que el cerebro por defecto femenino se vuelve masculino de manera natural mediante la acción del estradiol secretado por los testículos, inhibiendo la DNMT y permitiendo la expresión de genes masculinizantes. Los procesos epigenéticos tienen una relevancia en la determinación cerebral de la sexualidad, los cuales pueden estar mediados por señales endógenas (como es el caso del estradiol) o por señales exógenas, como es el ambiente en el que el individuo se desarrolla. Sin embargo, aún se desconoce la totalidad de los mecanismos que determinan la sexualidad y por esto, son importantes esta clase de estudios, ya que abordan preguntas incómodas, pero fundamentales para la sociedad.
En la Universidad de Harvard, en Massachusetts, al noreste de los Estados Unidos se discutió sobre la posibilidad de crear un genoma humano totalmente sintético y formar células "artificiales" en menos de 10 años.
La reunión exclusiva, celebrada el 10 de mayo, tuvo más de 130 participantes de muchos países, incluyendo biólogos, profesionales en cuestiones éticas, ingenieros y representantes de la industria, el derecho y el gobierno, a quienes se les pidió no contactar a los medios ni publicar en sus redes sociales.
Las informaciones acerca del mitin fueron reveladas por uno de sus participantes, quien ha alertado a la comunidad científica sobre las consecuencias negativas que pudiera tener el proyecto y ha desatado un mar de críticas.
El tema es un seguimiento de un proyecto anterior en el que miles de científicos alrededor del mundo "leyeron" la secuencia del genoma humano.
Pero ahora, los organizadores de la reunión secreta consideraron que se debe ir más allá para "escribirlo", es decir, "sintetizar un genoma humano completo en una línea celular en un plazo de 10 años".
Uno de los investigadores invitados, el bioingeniero Drew Endy de la Universidad de Stanford, quien no asistió de forma deliberada a la reunión a puerta cerrada, hizo sonar la alarma de inmediato en un artículo publicado junto con Laurie Zoloth, especialista en bioética de la Universidad Northwestern.
"En un mundo en el que la reproducción humana ya se ha convertido en un mercado competitivo, con ovarios, espermas y embriones con un precio, es sencillo compartir ideas sobre diversos usos de las capacidades de síntesis del genoma humano", escribieron Endy y Zoloth.
Los dos científicos argumentaron que tales discusiones no deben realizarse sin una consideración abierta y avanzada sobre las circunstancias en las que se sería moralmente correcto proceder.
El New York Times, primer diario estadounidense en informar de la reunión de Harvard, afirmó que existen técnicas para crear un genoma sintético, como la clonación, a fin de crear seres humanos sin padres biológicos.
En respuesta, el genetista de Harvard George Church y otros organizadores de la reunión emitieron una declaración de consenso y declararon que "discutieron el concepto de un proyecto internacional enfocado en la nueva tecnología para la construcción y prueba de grandes genomas en células como el siguiente capítulo en nuestro entendimiento del proyecto de vida".
"Como en otros casos, hemos planeado publicar pronto un informe de la reunión, en este caso, un documento revisado por pares sobre el concepto de probar grandes genomas en células y los videos de las conversaciones catalizarán aún más la discusión de la comunidad".
Los organizadores dijeron que el video será dado a conocer cuando el documento revisado por pares sea publicado en una revista científica, cuyo nombre no fue dado a conocer.
"No consideramos que tengamos noticias que informar hasta que publiquemos el documento y las conversaciones", señaló la declaración.
El propio Church también aclaró al New York Times que el proyecto propuesto no está dirigido a crear personas, sólo células, y que no estará restringido a genomas humanos.
Sintetizar un genoma humano se ha vuelto cada vez más viable en los últimos años. El costo de ensamblar el material genético codificando genes se ha reducido de cuatro dólares por par de base en 2003 a solo tres centavos, indicaron Endy y Zoloth.
En 2010, el pionero en investigación genética Craig Venter logró sintetizar el genoma de la bacteria Mycoplasma mycoides, integrada por 1,08 millones de pares de base.
En 2014, un equipo internacional de científicos, encabezado por Jef Boeke del Centro Médico Langone de la Universidad de Nueva York, logró otro hito al sintetizar uno de los 16 cromosomas de la levadura.
Si la idea de sintetizar un genoma humano se vuelve realidad, ¿qué implicaciones tiene para nosotros?
La respuesta de Karmella Haynes, profesora asistente de la Universidad Estatal de Arizona, fue que tal logro "impulsaría el entendimiento humano de la vida de forma enriquecedora, humilde y positiva".
"Por el lado técnico, sintetizar los genomas humanos puede brindar sistemas de prueba para modelar enfermedades de modo que la investigación médica pueda realizarse sin modelos animales", dijo Haynes.
Kris Saha, profesor asistente de ingeniería biomédica de la Universidad de Wisconsin-Madison compartió esa idea.
"De ser posible, podría utilizarse en muchas aplicaciones, desde diseñar microbios que puedan producir compuestos químicos y biológicos con usos industriales hasta generar células humanas diseñadas para aplicaciones terapéuticas, como tratar el cáncer y regenerar tejidos".
Hay algo de lo que están seguros los expertos: crear un genoma humano desde cero, incluso si se prevé en 10 años, todavía está lejos de crear una persona de la nada.
Las enfermedades mendelianas se producen por mutaciones genéticas en el paso de ADN entre padres e hijos. / Fotolia. Algunas personas, muy pocas, tienen la fortuna de ser superhéroes genéticos: permanecen sanas a pesar de poseer mutaciones que en cualquier otro mortal provocaría enfermedades como la fibrosis quística, la fenilcetonuria o el síndrome de cromosoma X frágil. Encontrar a estos individuos que desafían a su destino genético es el objetivo del Proyecto Resiliencia. Ahora, miembros de esta iniciativa han identificado a trece personas que contradicen a sus propios genes.
Identificar a los resilientes reduciría los errores en el diagnóstico médico y permitirá probar nuevos tratamientos paliativos Este trabajo, liderado por expertos del Instituto Icahn de Genética y Biología (EE UU), es el más grande hasta la fecha y supone un primer paso para conocer las variaciones en el genoma humano que protegen a algunas personas de su predisposición a contraer este tipo de patologías mendelianas, que están causadas por la mutación de un solo gen. Lo han logrado a través del análisis genómico de más de medio millón de voluntarios. El nuevo estudio se publica en Nature Biotechnology
La investigación se centra en trastornos graves, como la fibrosis quística, que se manifiestan durante la infancia. Según los autores, identificar a los resilientes reduciría los errores en el diagnóstico médico que se derivan de la manifestación subclínica de la enfermedad y permitirá probar nuevos tratamientos paliativos.
"La mayoría de los estudios genómicos se centran en encontrar la causa de una enfermedad, pero nosotros queremos averiguar qué mantiene a la gente sana", explica Eric Schadt, fundador del Instituto Icahn.
A la luz de los resultados, se abre la posibilidad de que los síntomas pasen desapercibidos en un reducido número de personas, capaces de crear mecanismos de protección contra su propia carga genética.
"Millones de años de evolución han producido muchos más mecanismos de protección de los que conocemos actualmente. Descubrir las complejidades de nuestro genoma ayudaría, en última instancia, a revelar elementos que podrían mejorar nuestra salud de maneras que ni siquiera hemos imaginado", continúa Schadt.
Las enfermedades mendelianas reciben su nombre de Gregor Mendel, un monje que en el siglo XVIII sentó las bases de la genética cuando descubrió las plantas de guisantes recién nacidas y sus progenitoras no eran exactamente iguales.
Aplicando las leyes de Mendel sabemos que el ADN se altera cuando pasa de padres a hijos. Una mutación en un solo gen puede provocar la aparición de disfunciones graves en el organismo.
Buscando a los resilientes
El Proyecto Resiliencia se puso en marcha en 2014. El objetivo fundamental de sus impulsores, Stephen Friend y Eric Schadt, es encontrar a adultos sanos a los que no les afectan mutaciones genéticas que, en principio, deberían desembocar en enfermedad.
El proyecto garantiza el anonimato de los voluntarios y por eso los trece resilientes nunca sabrán que tienen un escudo protector El grupo internacional de científicos utilizó los datos genéticos de 589.306 individuos para buscar mecanismos de defensa frente a 584 trastornos graves.
El proyecto garantiza el anonimato de los voluntarios y por eso los trece resilientes nunca sabrán que tienen un escudo protector. Los formularios de consentimiento que firmaron los pacientes antes de iniciar la investigación impiden también contar con ellos para realizar nuevos estudios.
Stephen Friend, profesor de genética en la Escuela de Medicina de Icahn (EE UU), y cofundador del proyecto, considera que si se pudiera investigar más con estas personas "estaríamos más cerca de encontrar protecciones naturales contra la enfermedad”.
Se basa en la medición del largo de las estructuras de los cromosomas, que se acortan al envejecer.
Washington.
La ciencia ha encontrado un tipo de fuente de la juventud en la primera terapia genética contra el envejecimiento humano, que revirtió biologicamente 20 años tras su aplicación, la cual duró aproximadamente seis meses.
Se basa en la medición del largo de los telómeros, estructuras que protegen los extremos de los cromosomas y que se van acortando conforme al organismo envejece.la aplicación de esta terapia comenzó en septiembre del 2005, fue probada en Parrish, de 44 años de edad.
se midió previamente los telómeros y tras la terapia se comprobó que habían crecido lo equivalente a 20 años, lo que significa que los leucocitos habían rejuvenecido desde el punto de vista biológico.
