Imprimir

Genética

Nuevas ramificaciones

Brasileños dominan una técnica destinada a transformar células adultas en embrionarias

Celula_Gustav_Klimt_032reproducciónTodos los años, la prestigiosa revista Science selecciona los logros científicos del año. En la lista dada a conocer en diciembre de 2008, destacó la reprogramación celular, una técnica que devuelve las características embrionarias a las células adultas. Con dicha transformación, una célula de la piel, por ejemplo, se vuelve capaz de originar cualquier otro tejido del cuerpo -una propiedad hasta ahora restringida a células extraídas de los embriones durante los primeros días de desarrollo. Las células reprogramadas se llaman células madre pluripotentes inducidas (iPS, por su sigla en inglés). Esta técnica innovadora, que idealmente reducirá la necesidad de extraer células de embriones humanos, fue desarrollada en 2007 por el japonés Shinya Yamanaka, de la Universidad de Kioto. Menos de dos años después, dos grupos brasileños anunciaron, a finales de enero, que también tuvieron éxito en el área. Uno de ellos es el neurocientífico Stevens Rehen, de la Universidad Federal de Río de Janeiro (UFRJ), en colaboración con el biomédico Martin Bonamino, del Instituto Nacional del Cáncer (Inca). El otro grupo, cuya investigación es coordinada por el médico Dimas Tadeu Covas y financiada por la FAPESP, es del Hemocentro de la Universidad de São Paulo (USP) de Ribeirão Preto: la bióloga Virginia Picanço, posdoctoranda del Centro de Terapia Celular (CTC) -uno dos Centros de Investigación, Innovación y Difusión (Cepids) solventados por esta fundación-, obtuvo células en noviembre y trabaja para reproducir el propio logro y aumentar su stock. Así es como Brasil se aproxima al grupo de países que cuentan con investigadores que emplean esta técnica.

En Río de Janeiro, Rehen y Bonamino, con ayuda de los posgraduandos Bruna Paulsen, de la UFRJ, y Leonardo Chicaybam, del Inca, reprogramaron células renales de un linaje que forma parte del equipamiento básico de muchos laboratorios en el mundo. Festejaron el éxito al obtener agrupamientos celulares con los tres folletos embrionarios -endodermo, mesodermo y ectodermo- que originan todos los tejidos del organismo. Era señal de que habían obtenido células pluripotentes. El grupo también reprogramó células de la piel (fibroblastos) de ratones, un modelo importante en la investigación médica. Antes incluso de completar los ensayos para obtener células especializadas y probar su funcionamiento, el grupo optó por divulgar los resultados ante la comunidad científica brasileña. El anuncio fue hecho discretamente el 22 de enero en la página del Laboratorio Nacional de Células Madre Embrionarias (Lance), vinculado al Ministerio de Salud. Allí está la receta para que otros grupos de investigación puedan producir sus propios linajes de iPS (www.anato.ufrj.br/ips). Dos días después, la noticia se propagó con el artículo publicado el periódico O Estado de S.Paulo.

Los investigadores de Río, que contaron con el apoyo de la Fundación de Apoyo a la Investigación Científica del Estado de Río de Janeiro (Faperj), del Inca y del Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq), reprogramaron células renales usando virus en calidad de caballos de Troya, para insertar en las células renales cuatro fragmentos de ADN capaces de activar genes normalmente funcionales en células embrionarias. Allí entró en acción el equipo de Bonamino, experto en producir los vectores capaces de provocar alteraciones genéticas en células. El grupo del Inca emplea células conocidas como células empaquetadoras como fábricas de virus a la medida: además de cargar un gen más, esos virus no tienen la parte del material genético que les permite reproducirse y atacar a las células. “El virus que construimos es como un vehículo que lleva el gen hasta la célula. Allí es desmontado, pero, como no lleva consigo las instrucciones de montaje, no logra replicarse”, explica Bonamino.

Virginia Picanço, del CTC, usó la misma técnica, pero insertó seis genes en las células, en lugar de cuatro. Ella misma construyó los virus, inoculó fibroblastos humanos y esperó que aparecieran alteraciones en las células. Después de 11 días, con ayuda de la genetista Lygia da Veiga Pereira, de la USP, confirmó que los fibroblastos pasaron a funcionar genéticamente como células embrionarias.

Un problema de este método es que los virus pueden insertar genes en cualquier región del ADN, en muchos casos en detrimento de la acción de genes fundamentales para las células como los supresores de tumores. Investigaciones anteriores ya habían demostrado que animales generados con base en células reprogramadas tienen un 20% más de posibilidades de desarrollar tumores. Otro aspecto esencial es el número de virus que infectan cada célula, que debe ser suficiente como para que algunas copias de cada uno de los genes se inserten en cada célula. Aun usando una sustancia que acelera la reprogramación “el ácido valproico”, Bruna Paulsen comenta que las 30 mil células humanas empleadas en la investigación rindieron solamente diez colonias de iPS. El proceso fue menos eficiente aún para los ratones: 250 mil células generaron 48 colonias de células inducidas.

“Queríamos demostrar que cumplimos, haciendo lo básico de manera eficaz”, comenta Rehen. Sin embargo, antes de usar esas células en investigaciones clínicas, será necesario verificar si pueden generar células especializadas normales. Asimismo, los protocolos usados en Río de Janeiro y Ribeirão Preto solamente funcionarían para fibroblastos y células renales. Probablemente, será necesario hacer ajustes en la receta para manipular otros tipos de célula. El cardiólogo José Eduardo Krieger, del Instituto del Corazón (InCor) de la USP, procura aplicar esto en las células de grasa humana y en otros linajes con los que trabaja, pero todavía no ha obtenido resultados.

Para crecer
Bonamino planea usar otros tipos de vectores víricos que puedan ser controlados -por ejemplo, con un mecanismo que permita a los investigadores encender y apagar genes. “Estamos en busca de maneras más eficientes, fáciles y seguras de manipular células”, resume. Y no es el único. Los biólogos Eugenia Constanzi-Strauss, del Instituto de Ciencias Biomédicas de la USP, y Bryan Strauss, del InCor, en asociación con Lygia Pereira y Mayana Zatz, de la USP, pretenden insertar los mismos cuatro genes empleados en Río en un tipo de virus que transporta genes sin integrar su propio genoma al de la célula manipulada. Son los adenovirus, que se usan actualmente en Estados Unidos para ese fin.

Rehen también pretende comparar el desempeño de las iPS con el de células madre embrionarias, para ver si efectivamente funcionan de la misma manera. “La investigación con células embrionarias se encuentra mucho más avanzada. Es seguramente de allí que surgirán los primeros resultados importantes y las primeras promesas de tratamiento”, prevé. Para el médico Dimas Tadeu Covas, director de Hemocentro de Ribeirão Preto, eso no debe servir como argumento para dejar de lado el estudio de alternativas. Covas afirma que hay que investigar simultáneamente células madre embrionarias adultas y reprogramadas. “La reprogramación es el tema del momento, pero no sabemos todavía qué tipo de célula es más eficiente para cada línea de investigación”, comenta. Si bien este logro representa un avance técnico importante, todos coinciden en que lo más interesante está por venir: emplear las células inducidas para responder a cuestiones científicas. La idea es que sirvan para estudiar enfermedades y probar medicamentos in vitro. “No vamos a inyectarlas en enfermos”, resalta Rehen. Cada investigador podrá usarlas para construir modelos de investigación en su área específica. El grupo de la UFRJ, por ejemplo, pretende valerse de éstas como una herramienta más para estudiar el mal de Parkinson y probar posibles tratamientos contra la enfermedad. Según Bonamino, varios grupos del Inca podrán emplear la técnica para producir tejidos diferentes con base en células de pacientes con predisposición familiar al cáncer, para entender de qué manera la enfermedad se manifiesta en diferentes partes del organismo y así buscar maneras de combatirla. En el InCor, Krieger pretende producir modelos para estudiar enfermedades cardíacas poco conocidas y probar medicamentos que sean eficaces para cada paciente. En tanto, en Ribeirão Preto el objetivo es estudiar la formación de las células de la sangre.

“La comunidad científica está sumamente contenta con la obtención de estas células y con la promesa de que todos tengan acceso a ellas”, celebra la genetista Mayana Zatz, quien pretende emplear este sistema para ayudar a entender y tratar enfermedades neuromusculares. “Puedo comparar el funcionamiento de las células de dos pacientes que tienen la misma mutación y cuadros clínicos distintos”, ejemplifica. En el Centro de Estudios del Genoma Humano, Mayana tiene un banco de células madre adultas y fibroblastos de más de 200 pacientes. Es posible que esta colección cobre ahora más valor.

Más que la perspectiva de obtener células reprogramadas, Mayana valora la colaboración científica. En un área en la que cada técnica y cada etapa exigen un gran nivel de especialización, laboratorios aislados tienen menos posibilidades de producir resultados de alto impacto. Por eso todos salen ganando con la iniciativa de tener a disposición la receta para producir iPS. “Pero eso solamente tendrá efecto si el gobierno mantiene el financiamiento”, advierte la investigadora, preocupada con las recientes amenazas de recortes importantes en el financiamiento federal a la investigación científica.

El primer estudio clínico en seres humanos
Probarán en pacientes de EE.UU. un tratamiento a base de células madre embrionarias

Marcos Pivetta

En una decisión histórica, la empresa Geron Corporation, de California, obtuvo la autorización de la Food and Drug Administration (FDA), el órgano que regula el uso de medicamentos y la venta de alimentos en Estados Unidos, para probar en personas un tratamiento a base de células madre embrionarias humanas. La compañía va a inyectar dichas células en hasta diez pacientes con parálisis causada por graves lesiones en la médula espinal y analizar la seguridad y los posibles efectos del procedimiento. Es la primera vez que un tratamiento con este tipo de células obtiene luz verde para su uso en seres humanos.

“Esta decisión marca el inicio de lo que es potencialmente un nuevo capítulo en la terapéutica médica, que va más allá de las pastillas y alcanza un nuevo nivel de cura: la restauración de la función de un órgano o tejido mediante la inyección de células sustitutas sanas”, dijo Thomas B. Okarma, presidente de Geron, en un comunicado a la prensa del 23 de enero.

La compañía pretende inyectar las células en el lugar de la lesión en la médula en personas que perdieron los movimientos del tórax para abajo. El tratamiento en fase de ensayo será administrado a los participantes del estudio clínico entre 7 y 14 días después de la lesión. Existen evidencias de que las posibilidades de obtener un resultado favorable son mayores en pacientes recién accidentados. Los investigadores por ahora no se hacen ilusiones de devolverles todos los movimientos a los pacientes con este posible tratamiento, toda vez que su eficacia aún no ha sido probada.

Las células madre embrionarias pueden transformarse en cualquier tipo de célula y tejido del cuerpo. Pero no se sabe qué reacciones pueden causar cuando se las introduce en el organismo, ni tampoco si es posible controlar su transformación en células más específicas. Un riesgo es que provoquen tumores. Asimismo, religiosos e incluso científicos cuestionan si es ético usar embriones humanos descartados para obtener estas células, que parecen tener un enorme potencial terapéutico.

Al conceder aval para realizar los primeros ensayos clínicos en humanos, la FDA entendió que los posibles beneficios de este nuevo tratamiento son mayores que los riesgos y las cuestiones morales. La aprobación del estudio tres días después de la toma de posesión del nuevo presidente de Estados Unidos, Barack Obama, defensor de la investigación científica y tecnológica, fue interpretada como una coincidencia por los ejecutivos de Geron.  Pero no faltó quien considerase que la luz verde para el estudio constituya un reflejo de la posición del nuevo mandatario de la Casa Blanca. Desde 2001 rigen en Estados Unidos restricciones a la investigación con células madre embrionarias decretadas por George W. Bush.