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Ciencia

Gen bovino suministra medicamentos

Estudios con factor de crecimiento de fibroblasto (FGF) indican acciones potenciales

Una investigación del Instituto Butantan sugiere posibilidades terapéuticas en el compuesto FGF (fibroblast growth factor o factor de crecimiento de fibroblastos), producido a partir de un gen bovino. Las funciones terapéuticas van desde el tratamiento de quemaduras de segundo grado hasta la recuperación de lesiones de la medula espinal. El compuesto ha sido usado también en cultivos de células tronco para la producción de tipos celulares con uso clínico potencial. El biólogo Paulo Lee Ho, coordinador de la investigación, estudia las aplicaciones del FGF desde 1989. El proyecto Factor de Crecimiento de Fibroblasto-2 (FGF-2): Humanización, Expresión y Posible Aplicación Clínica, financiado por la FAPESP, deriva de una consulta efectuada a Ho por parte del Instituto del Corazón (Incor) de la Universidad de São Paulo (USP).

Ho comenta que el FGF fue descubierto en la década del 70 por un brasileño, el profesor del Instituto de Química de la USP Hugo Aguirre Armelin, y que el gen bovino correspondiente ya había sido expresado en una bacteria – Escherichia coli – por otro profesor de dicho instituto, Ângelo Geraldo Gambarini. El FGF, parte integrante de una familia de factores de crecimiento estructuralmente parecidos, es multifuncional: puede provocar respuestas diferentes, según el tipo de célula con la que esté contacto. En los laboratorios del Butantan se testearon los efectos de uno de los miembros de esa familia, el FGF-2. “Probamos algunas acciones importantes, justamente para explotar los casos clínicos: cicatrización de tejidos, quemaduras de segundo grado, reconstitución de vasos sanguíneos del miocardio y recuperación funcional del sistema nervioso”, dice Ho.

En el caso de la cicatrización, se evaluó la capacidad del FGF-2 de inducir la proliferación de células – acción mitogénica -, una respuesta celular que participa de la acción cicatrizante. Otro ensayo evaluó la capacidad de inducir la formación de vasos sanguíneos: acción angiogénica, exactamente la que despertó el interés del Incor por la investigación. El tercer ensayo procuró descubrir si el FGF-2 puede inducir la diferenciación de ciertas células en neuronas, o mantener la viabilidad de neuronas yadiferenciadas: acción neurotrófica.

Un método inédito
La posibilidad del uso clínico del FGF-2 ya era conocida. Pero su obtención a partir del gen bovino “humanizado” es la innovación del proyecto, que contó con el trabajo de la posdoctoranda Maria Leonor Sarno de Oliveira.

El equipo observó que la diferencia entre el FGF humano y el bovino era de tan solo dos aminoácidos, que están bien cerca uno del otro en la cadena molecular. Para llegar al FGF humanizado, partieron del cADN bovino. El ADN es el ácido desoxirribonucleico, que contiene el código genético y se encuentra en todas las células, mientras que el cADN es el ADN complementario, obtenido a partir del ARN mensajero – ácido ribonucleico mensajero, que transmite datos del código genético – del FGF-2 bovino. Para ello, hicieron dos mutaciones de un sola vez, “humanizando” el FGF bovino: el proceso consistió en modificar el cADN bovino para que fuera capaz de producir un FGF igual al humano, cambiando los dos aminoácidos diferentes. Con el cADN bovino humanizado, pudieron expresarlo en una bacteria, la Escherichia coli.

Las pruebas para evaluar la acción mitogénica del FGF-2 fueron realizadas en un cultivo de fibroblastos – células características del tejido conjuntivo – mantenidas con suero fetal, cuya función es inducir el crecimiento de las células. Durante la prueba, los investigadores retiraron el suero del cultivo, para que las células pararan de crecer, y entonces adicionaron el FGF purificado. El resultado fue la inducción de la mitosis – proceso de crecimiento por división celular -, con una respuesta que varía de acuerdo con la dosis administrada.

Para testear la acción neurotrófica, usaron células con capacidad de diferenciación neuronal y las pusieron en contacto con el FGF-2. Entonces, las mismas se diferenciaron en neuronas, las células que forman el sistema nervioso.En la tercera y en la cuarta pruebas, realizadas en conjunto con Joaquim Coutinho Netto, de la USP de Ribeirão Preto, fue demostrada la capacidad de cicatrización y revascularización. Los investigadores usaron muestras retiradas de la oreja de un conejo para testear las acciones cicatrizante y angiogénica del FGF-2. Fue realizada una punción en la oreja del conejo hasta alcanzar el cartílago y se colocó en el local un tapón con FGF-2.

La presencia del compuesto indujo la reposición del tejido retirado y la formación de nuevos vasos. Con todo, se notó que el uso exclusivo del FGF-2 no basta para completar el proceso de cicatrización. La herida provocada por la punción continuó, aun después de la reconstitución de los tejidos: el FGF-2 por sí solo no fue capaz de promover eficientemente el crecimiento de las células epiteliales que componen la piel. Para resolver este problema, el equipo intenta asociar la acción del FGF-2 a la de otro compuesto, el factor de crecimiento de queratinocitos.

En otro ensayo, el FGF-2 fue colocado en la córnea de conejos, un tejido naturalmente sin vascularización, pero su presencia indujo la formación de vasos también allí. Las pruebas de laboratorio terminaron. La próxima fase del proyecto depende de la construcción de una planta piloto que permita producir FGF en escala mayor, cerca de 80 litros, en condiciones GMP: adecuadas para su uso en humanos, según la legislación. Esas condiciones tienen, primero, el objetivo de garantizar lacalidad. Además, como se usan bacterias recombinantes – genéticamente modificadas -, el proceso productivo es conducido de modo tal que esas bacterias no se propaguen, incluso el caso de la E. coli, que no es extraña alhombre. El equipo pretende patentar el FGF-2 humanizado a partir del gen bovino. El mismo FGF producido similarmente por tecnología de ADN recombinante tiene un precio promedio de US$ 100 por 10 microgramos. Se espera que la producción pueda iniciarse a mediados de año.

Esquistosomosis
De la planta piloto depende la conclusión de otro proyecto, desarrollado en asociación con la Fundación Oswaldo Cruz (Fiocruz) de Río de Janeiro: en él, el grupo trabaja para desarrollar una vacuna antihelmíntica, contra la esquistosomosis o barriga d’água, enfermedad endémica en Brasil. Causada por el gusano Schistossoma mansoni, la dolencia se contrae por la penetración de la larva en la piel cuando la persona entra en contacto con agua contaminada. El proyecto también se encuentra en una fase avanzada. La vacuna será producida con base en una proteína que está presente también en la superficie del gusano, la Sm-14. El equipo de Paulo Lee Ho y de Ana Lúcia T. Oller do Nascimento, del Laboratorio de Biotecnología Molecular del Butantan, se ha concentrado en la mejora de las técnicas de obtención de la Sm-14 por medio ingeniería genética.

Hasta el momento, la vacuna fue probada por el Fiocruz en ratones y conejos con resultados considerados excelentes. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), solamente antígenos con índices de protección superiores al 40% en pruebas con animales deben ensayarse en humanos. En los ratones inoculados con la forma activa de la enfermedad, se obtuvo un índice de protección de alrededor del 50%, y en conejos, del 100%. Esos animales, sin embargo, no son los mejores modelos para la prueba de protección, pues no son los blancos naturales, ya que no tienen el hábito de entrar al agua.

“Siempre se usa un modelo animal para probar una vacuna de uso humano, pero no siempre ese modelo tiene paralelo con la respuesta que se da en el hombre: tenemos que realizar las pruebas en humanos para saber si funciona o no”, advierte Ho. Las pruebas iniciales tienen por objeto descubrir si el antígeno es inocuo para el hombre. Para realizarlas, el grupo debe producir la vacuna en condiciones adecuadas, lo que requiere que la planta piloto esté en funcionamiento. Ho cree que, una vez iniciadas, las pruebas con humanos se concluirán en entre cinco y diez años. La importancia de la vacuna, para él, reside en la posibilidad de usarla tanto en el tratamiento como en la prevención de la enfermedad.

LOS PROYECTOS
Factor de Crecimiento de Fibroblasto-2 (FGF-2): Humanización, Expresión y Posible Aplicación Clínica Desarrollo de una Vacina Antihelmíntica: Mejoramiento de la Vacuna y el Desafío de su Scale-up en Condiciones GMP para Pruebas Clínicas de Fase I/II en Humanos
Modalidad
Auxilio a proyecto de investigación
Coordinador
Paulo Lee Ho – Instituto Butantan de la Secretaría de Salud del Estado de São Paulo
Inversiones
R$ 5.000,00 y US$ 6.000,00 parael proyecto del FGF-2R$ 83.600 y US$ 95.785,86 para el proyecto de vacuna antihelmíntica

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