La terapia génica, inaugurada hace alrededor de diez años, es una delicada área de frontera que aborda la corrección de genes defectuosos relacionados con patologías. En ese frente de avanzada, investigadores del Instituto de Ciencias Biomédicas (ICB) de la Universidad de São Paulo (USP) están elaborando un protocolo de terapia génica contra el cáncer de cerebro. Coordinados por Eugenia Costanzi-Strauss, utilizan la estrategia de la transferencia de genes mediada por virus para inducir la muerte de las células tumorales. Algunos virus tienen capacidad para introducir material genético en células humanas: modificados en laboratorio, esos virus se convierten en vectores de transferencia génica que sirven para transportar genes terapéuticos. El grupo ya ha elaborado cuatro sistemas de esos vectores.
En el exterior, casi 600 protocolos de terapia génica ya han sido planificados o ejecutados, y servirán como coadyuvantes en el tratamiento de alrededor de 3.500 pacientes. Un 96% de dichos pacientes proviene de Estados Unidos y Europa, pero ninguno de América Latina, lo que estimula a los investigadores. Con relación a los resultados efectivos, no existen aún datos suficientes como para hacer una evaluación.
“Al margen de ser una metodología muy reciente (el primer protocolo fue publicado por la revista Science en 1995), la terapia génica solamente es aplicada en casos terminales, cuando todos los tratamientos tradicionales ya han sido usados y han fallado”, dice Eugenia. De este modo, pocos casos resultaron en una reducción del tamaño del tumor y pocos pacientes lograron prolongar su vida, pero hubo mejoras: “Algunos pacientes relataron que, tras el tratamiento génico, experimentaron una disminución del dolor y una mejora en su calidad de vida”. Y la terapia génica ha tenido gran éxito en otra área: el tratamiento de la inmunodeficiencia grave con retrovirus.
El desafío ahora consiste en poner el gen correcto en la célula correcta y hacer con éste se exprese adecuadamente. Según el norteamericano Bryan Eric Strauss, marido de Eugenia y principal colaborador del grupo, todo depende del desarrollo de virus vectores: “Cuando un virus penetra en una célula, su información genética se agrega al genoma de la célula. Ése es el proceso natural. Nuestra intervención consiste en manipular la información genética transportada por el virus y también el modo en el que ésta se expresa en la célula”. Strauss trabaja en el perfeccionamiento de esos vectores y ya cuenta con una colección de virus, que pretende patentar: cuatro familias modificadas a partir de una que se trajo de la Universidad de California, Estados Unidos, y otras dos familias en desarrollo.
“Creo que nuestros virus manipulados serán tratados como medicamentos en un futuro próximo”. Lo importante, para Strauss, es que toda esa tecnología está siendo desarrollada en Brasil, desde el descubrimiento de nuevos genes y la producción de los virus terapéuticos hasta la realización de protocolos de terapia. En el exterior, empresas de biotecnología ya producen una variedad de virus. “En vez de importarlos, Brasil podrá transformarse en un centro innovador y proveedor”
Tumor cerebral
El grupo trabaja en la terapia génica del glioblastoma, un tumor cerebral de pésimo pronóstico, pues no responde a los tratamientos convencionales. La meta es inhibir el tumor con genes supresores: éstos controlan el ciclo celular, impidiendo la reproducción desordenada de células que caracterizan al cáncer. Presentes en las células normales, esos genes se han perdido en las células tumorales. Se trata de reponerlos con vectores virales. “Estamos utilizando retrovirus (formados por ARN, ácido ribonucleico) modificados, que son los vehículos capaces de transportar los genes de interés hacia dentro de las células blanco, y una vez allí, impulsar su expresión”, dice Eugenia.
Los investigadores construyeron virus recombinantes, portadores de genes supresores del tumor, y demostraron que no existe un gen supresor único capaz de inhibir todos los casos de glioblastoma. También construyeron y clonaron retrovirus bicistrónicos – capaces de transferir y expresar simultáneamente dos genes supresores, inhibiendo así la proliferación celular en un extenso espectro de acción. Y se establecieron modelos animales, que demuestran que los virus son vectores eficientes, capaces de transferir y expresar genes in vivo. Pueden monitorear la expresión transgénica in vitro e in vivo. “Ahora que las bases ya están estructuradas”, dice la investigadora, “vamos a empezar a diseñar el primer protocolo clínico para la terapia génica de cáncer en Brasil y una criteriosa metodología para la producción de virus terapéuticos destinados a seres humanos.”
Para armar el vector, se combinan dos secuencias moleculares o plásmidos: una de ellas cargada con el gen o los genes terapéuticos, y la otra, con genes que le otorgan al conjunto las características de un virus. Ambas son acopladas por células empaquetadoras con alta capacidad de síntesis proteica. “Cuando los plásmidos se combinan, el resultado es un virus totalmente manipulado, capaz de comunicar a las células blanco los genes de interés”, sintetiza Strauss. “Ese virus es incapaz de replicarse: infecta a las células una sola vez, lo que asegura que el proceso no se salga de control.”
En el cáncer, los genes de interés son: p16, p21, p53 y pRb. Presentes en el organismo sano, son frecuentemente perdidos por el tejido tumoral y deben ser repuestos. El p53 y el p16 son especialmente importantes: el primero provoca la muerte de las células, y el segundo induce su envejecimiento. Sin la acción inhibidora de ambos, las células cancerosas se multiplican descontroladamente. Infectadas con un virus bicistrónico que carga los dos genes, las células reciben un fuerte estímulo para parar de crecer, e incluso para morir, y se vuelven vulnerables a la radioterapia. Un dato importante: ese virus manipulado ya está disponible en el arsenal del Laboratorio de Transferencia Génica del ICB.
El corazón se cura
Otra contribución importante consistió en manipular el componente de plásmido LTR -que activa la expresión de la secuencia de ADN que viene a continuación, para impedir que la expresión del virus vector decaiga. “Para ello utilizamos el propio gen p53, empleado para provocar la muerte de las células tumorales”, dice Strauss. El uso del p53 para eliminar células cancerosas es actualmente un procedimiento común. “La originalidad de nuestra contribución consistió en recurrir al mismo gen para aumentar la expresividad del virus vector, una tecnología sumamente complicada, desarrollada íntegramente en Brasil.”El grupo concretó varias asociaciones, entre ellas con José Cipolla Neto, también del ICB, especialista en inducción y remoción de tumores de cerebro en animales. Una vez removido el tumor mediante cirugía, los tejidos vecinos reciben una inyección de genes supresores para evitar la recidiva, frecuente en el glioblastoma.
Al concluir su posdoctorado en el ICB, Strauss pasó a formar parte del equipo de José Eduardo Krieger, en el Instituto del Corazón (Incor) de la USP, que prueba en animales un procedimiento innovador, para que las células cardíacas produzcan proteínas terapéuticas. “Nos interesa desarrollar vectores virales capaces de hacer que las células cardíacas expresen determinadas proteínas -específicamente, la IGF1, asociada al crecimiento, y la VEGF, vinculada a la formación de nuevos vasos”, revela Krieger. Una vez transformadas las células en productoras de esas sustancias, alguien que sufrió un infarto y perdió tejido cardíaco puede experimentar una mejoría en las células remanentes.
El procedimiento se asemeja al utilizado por los profesionales del ICB en la terapia del cáncer, pero con el objetivo opuesto: “Ellos necesitan matar células, nosotros queremos ayudar a que las células sobrevivan”. El método está siendo probado en animales. El grupo retira músculo del esqueleto de ratones, separa las células estelares (sin función específica) y las transforma in vitro con virus vectores, para que produzcan las proteínas de interés. El material obtenido es inyectado en el miocardio del cobayo. Una proteína marcadora le otorga a las células transformadas una coloración azul verdosa: de esta manera, una vez sacrificado el animal, se puede observar, mediante cortes histológicos, cuántas células han sido instaladas con éxito.
“Pretendemos hacer que un número crítico de células transformadas ‘se prenda’ en el lugar y permanezca el tiempo suficiente como para promover el crecimiento celular y producir nuevos vasos”, afirma Krieger. “Pero no es tan simples: aun cuando las células originales hayan sido retiradas del propio individuo, éstas sufren rechazo por estar infectadas con los virus.”
El grupo del Incor concretó una asociación con el Centro de Biotecnología del ICB para la producción de virus terapéuticos con calidad farmacológica. Otros grupos existentes en el país tienen proyectos en el área, con estrategias y modelos diversos. “Este campo de investigación está madurando en Brasil”, dice Eugenia. En breve esos grupos tendrán por delante la tarea de transferir la tecnología del laboratorio al lecho de los pacientes. “Para enfrentar ese desafío”, concluye, “todos los grupos deben validar sus herramientas genéticas y producirlas con calidad farmacológica, con miras a la realización de protocolos clínicos.”
EL PROYECTO
Eficiente Transferencia de Genes de Control del Ciclo Celular Mediada por una Perfeccionada Plataforma de Retrovirus del Sistema PCL – Aplicaciones In Vitro e In Vivo
Modalidad
Línea regular de auxilio a la investigación
Coordinadora
Eugênia Costanzi-Strauss – Instituto de Ciencias Biomédicasde la Universidad de São Paulo
Inversión
R$ 317.928,41
