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Biotecnología

Cabras transgénicas

Animales reciben genes humanos y producen proteínas en la leche destinadas al tratamiento de enfermedades

Gluca: la cabra transgénica de Unifor que tiene una proteína humana en la leche que se utiliza en el tratamiento de la enfermedad de Gaucher

UniforGluca: la cabra transgénica de Unifor que tiene una proteína humana en la leche que se utiliza en el tratamiento de la enfermedad de GaucherUnifor

La cabra Gluca vive en un refugio especial en la Universidad de Fortaleza (Unifor), en Ceará. Se trata del primer ejemplar caprino transgénico de Latinoamérica producido mediante la técnica de clonaje con células genéticamente modificadas. Su nombre proviene de una proteína que el animal porta en su leche, llamada glucocerebrosidasa, que actúa en el procesamiento de glucocerebrósidos, un tipo de grasa celular. Quienes no la producen tienen comprometidos órganos tales como el hígado, el bazo y el sistema nervioso central, aparte de dolor en los huesos. Los síntomas forman parte de la caracterización clínica de la enfermedad de Gaucher, una afección genética rara. Gluca forma parte de un experimento que se inició en la Unifor para que cabras transgénicas tengan en su leche glucocerebrosidasa, que una vez extraída y purificada, podrá ser transformada en un biofármaco destinado al combate contra esta enfermedad. En octubre, el rebaño transgénico instalado en el Núcleo de Biología Experimental (Nubex) de la universidad, conformado por Gluca y una cabra clonada a partir de la propia Gluca, llamada Beta, podrá aumentar. La primogénita está preñada de dos o tres crías ‒no puede definírselo con precisión mediante la ecografía– con probabilidades de un 50% de que cada cría sea transgénica. Esto es posible porque el padre no es un animal transgénico.

Cuando dé a luz, será la primera vez que Gluca, que nació en marzo de 2014, tendrá una lactación normal. Cuando tenía seis meses de edad, los investigadores indujeron la lactación mediante con hormonas para comprobar la presencia de la proteína en la leche. “Cuando Gluca esté lactando, tendremos mucha más leche disponible para la verificación de su composición y su funcionalidad, y para la prueba de purificación”, dice Marcelo Bertolini, quien coordinó el proyecto en la Unifor, donde permaneció durante seis años. Desde julio de este año es docente de la Universidad Federal de Rio Grande do Sul (UFRGS). “En la lactación inducida, la presencia de la glucocerebrosidasa en la leche de Gluca varió de 4 a 8 gramos por litro (g/l). Si logramos un promedio de 5 g/l con cuatro cabras, tendremos asegurada la cantidad de animales necesaria para contemplar a los 700 pacientes que padecen la enfermedad de Gaucher en Brasil”, dice Bertolini. Con Gluca y Beta, y si las dos o tres crías salen hembras y tienen la proteína en la leche, estará completo el rebaño destinado a la producción del biofármaco.

No obstante, la disponibilidad del medicamento brasileño no será inmediata. Será necesario purificar la molécula de proteína de la leche y producir un fármaco inyectable, en un proceso que puede tardar cinco años o más. La intención del grupo de investigadores es esperar que salgan los resultados de los primeros análisis con la leche natural de Gluca para salir a buscar asociaciones en empresas e institutos de investigación, requisito fundamental para la realización de los ensayos clínicos y para presentar el medicamento ante la Agencia Nacional de Vigilancia Sanitaria (Anvisa) para su aprobación. La empresa Cuatro G, socia del grupo de la Unifor, recibirá la leche de Gluca para purificar la proteína. Al comienzo del proyecto, la empresa, con sede en el Parque Tecnológico de la Pontificia Universidad Católica de Rio Grande do Sul (PUC-RS), en Porto Alegre, se encargó de la producción de las secuencias genéticas para la inserción del gen de la glucocerebrosidasa en el genoma de la cabra.

El desarrollo de Gluca se concretó mediante la técnica de clonación con células genéticamente modificadas. El primer paso consiste en introducir una secuencia genética compleja con el gen humano de la proteína glucocerebrosidasa en células de una cabra. Cuando el gen se incorpora al genoma del animal, los científicos seleccionan las mejores células para su inserción en los ovocitos, que son las células reproductoras femeninas, cuyo ADN materno había sido removido. Posteriormente, se le transfiere el embrión clonado y transgénico a una cabra no transgénica para que se establezca la gestación. “La eficiencia de este método sigue siendo es baja, pero el resultado fue positivo, si se considera el altísimo valor científico de la cabra transgénica”, explica el médico veterinario Leonardo Tondello Martins, docente del Centro de Ciencias de la Salud de la Unifor. “En el experimento que resultó en el nacimiento de Gluca se transfirieron 858 embriones divididos entre 60 receptoras. De las 11 preñeces detectadas, nació un animal sano y transgénico: Gluca”, comenta Tondello Martins. El proyecto recibió recursos por valor de 2,4 millones de reales de la Financiadora de Estudios y Proyectos (Finep) en el marco del Programa de Subvención Económica captado por Quatro G, en colaboración con los investigadores de la Unifor. Los animales, de la raza anglo nubia, fueron cedidos por Esperança Agropequária, una empresa del grupo Edson Queiroz, que también está ligado a la fundación que lleva ese mismo nombre y mantiene a la Unifor.

062-065_cabra trans_236Distintos orígenes
La producción de un medicamento contra la enfermedad de Gaucher en Brasil podrá llevar al gobierno brasileño a ahorrar más de 140 millones de reales anuales –doscientos mil reales por paciente– con medicamentos importados para para los enfermos que los reciben gratuitamente. “Con datos del mercado estimamos que el uso de animales como biorreactores para fármacos complejos puede llegar a bajar los costos un 80% con relación a otras técnicas biotecnológicas”, dice Bertolini.

Los medicamentos utilizados contra la enfermedad de Gaucher son el Cerezyme, producido mediante la técnica de ADN recombinante, caracterizada por la inserción de un gen de una proteína en células de ovario de hámster chino, desarrollado por la empresa estadounidense Genzyme Corporation, actualmente una subsidiaria de la francesa Sanofi. El otro es Uplyso, de la israelí Protalix, que utiliza células de zanahoria transgénica en la fabricación del fármaco. Esos medicamentos no poseen la propia glucocerebrosidasa, sino sustancias que promueven el mismo efecto.

La producción de medicamentos mediante la utilización de animales como plataforma cuenta en el mundo con dos ejemplos que salieron al mercado, de acuerdo con la Sociedad Internacional de Tecnología Transgénica (ISTT, por sus siglas en inglés). La ATryn fue el primero, aprobado en 2006 en Europa y en 2009 en Estados Unidos. Su desarrollo estuvo a cargo de Genzyme Transgenics Corporation (GTC) Biotherapeutics, actualmente propiedad de la estadounidense rEVO Biologics, que suministra la antitrombina alfa a partir de la leche de cabras transgénicas. Esta sustancia se utiliza en el tratamiento del tromboembolismo en cirugías de pacientes con deficiencia congénita de la antitrombina hereditaria, una enfermedad que provoca coágulos en el interior de los vasos sanguíneos. El segundo es el Ruconest, aprobado en 2013, un medicamento usado para el angioedema hereditario, un mal que afecta a personas que nacen con deficiencia de la enzima inhibidora de esterasa C1 (C1INH). Esta enfermedad provoca inflamaciones dolorosas en partes blandas del cuerpo, fundamentalmente en el abdomen, el rostro y los genitales. La solución que halló la empresa que desarrolló el medicamento, la holandesa Pharming,  consistió en expresar y purificar la enzima en la leche de conejas transgénicas. Para el agrónomo Elibio Rech, investigador de Embrapa Recursos Genéticos y Biotecnología, con sede en Brasilia, las empresas farmacéuticas están sumamente interesadas en elaborar fármacos con animales. “Considero que el producto desarrollado [por el grupo de la Unifor] es de suma importancia científica y tecnológica para el país”, dice Rech.

A los diez meses de edad, la hembra transgénica obtenida en la Uece, de la raza canindé

UECEA los diez meses de edad, la hembra transgénica obtenida en la Uece, de la raza canindéUECE

También en Ceará
En Brasil, el experimento pionero en el área de animales transgénicos también se concretó en Fortaleza, en la Universidad del Estado de Ceará (Uece). En total han nacido siete cabras transgénicas desde 2008, en el marco de un proyecto coordinado por Vicente José Freitas, docente de la Facultad de Veterinaria de la Uece. Los animales tienen el gen codificador del factor estimulante de colonias de granulocitos humanos (hG-CSF), importante para reforzar el sistema inmunológico en pacientes que pasaron por quimioterapia y se encuentran vulnerables a infecciones oportunistas, tal como es el caso de quienes padecen Sida. Actualmente existen medicamentos con el mismo efecto producidos en el exterior que ofrecen proteínas análogas sintetizadas por bacterias recombinantes u ovarios de hámsteres chinos. Las proteínas presentes en las cabras transgénicas de la Uece y de la Unifor son iguales a las existentes en el ser humano, por lo tanto posiblemente es fácil que se adapten al organismo.

Los experimentos de la Uece se realizaron en colaboración con el equipo del profesor Antonio Carlos Carvalho, de la Universidad Federal de Río de Janeiro (UFRJ), y dos científicas rusas: Irina Serova, del Instituto de Genética Molecular de Moscú, y Lyudmila Andreeva, del Instituto de Citología y Genética de Novosibirsk. “Obtuvimos 600 microgramos (mcg) de la proteína por litro (l) de leche de cabra. La única referencia que tenemos fue un proyecto de Corea del Sur, entre dos institutos de investigación y la empresa Hanmi, que en experimentos presentó 50 mcg/l”, comenta Vicente.

“Nuestro problema radica en encontrar un socio empresarial para que podamos purificar la proteína de la leche y hacer los ensayos clínicos. Pasan los años y eso no sucede”, se lamenta Freitas. “Mi esperanza es concretar una colaboración con el Instituto Vital Brasil, de Río de Janeiro, que el año pasado demostró interés en contar con nuestros animales transgénicos para la purificación [de la proteína] y la producción del fármaco”. De acuerdo con el investigador, debido a que existen varios medicamentos producidos por bacterias u ovarios de hámster, si bien no son de proteínas 100% humanas, las industrias farmacéuticas no quieren cambiar el sistema de producción. Y recuerda que el costo de la fabricación en animales es menor que en cultivo celular, y menciona un artículo científico –“Expression systems and species used for transgenic animal bioreactors”– de investigadores de dos universidades chinas y una japonesa. Allí se hace resumen que muestra, de manera general, que el costo de 50 kilos de proteína por año sería de 147 dólares por gramo (g) del producto en cultivo celular y de 20 dólares por gramo en animal transgénico. Para Freitas, pese a todas las dificultades para invertir en biorreactores de animales, los experimentos realizados hasta ahora muestran que todavía da tiempo de que Brasil se erija en referente en el área.

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