Luciano Moreira/Fiocruz
Mosquito con la proteína verde fluorescente marcadora de la transgénesisLuciano Moreira/FiocruzUn medicamento en forma de ampollas, en una caja azul y blanca similar a muchos otros existentes en farmacias y hospitales, ha salido en Europa y se destina al tratamiento del tromboembolismo en cirugías de pacientes con deficiencia antitrombina hereditaria, una enfermedad que provoca coágulos en el interior de los vasos sanguíneos. Hasta ahí, nada muy inusitado en el hecho de que salga un nuevo medicamento. La gran diferencia radica en que él mismo se produce a partir de una sustancia extraída de la leche de cabras transgénicas desarrolladas por la empresa estadounidense Genzyme Transgenics Corporation (GTC) Biotherapeutics, también productora del medicamento, y distribuido por la danesa LEO Pharma para toda Europa y Canadá. La sustancia es la antitrombina humana III (AIII), una proteína introducida en el genoma de una cabra por una técnica conocida como ADN recombinante. Dicha molécula, mediante recursos biotecnológicos, se introduce en el embrión durante los primeros momentos de su formación, bajo la forma de un gen codificador de la misma proteína. Posteriormente, la AIII se produce en las células mamarias del animal. Cada cabra produce, durante el período de amamantamiento, tres litros de leche por día, lo que equivale a la producción de alrededor de tres kilos de proteína (ya purificada) por año.
La estrategia tecnológica de transgenesia animal está presente en muchas empresas e institutos de investigación principalmente en los países europeos y en Estados Unidos. Varios medicamentos están en fase de ensayos, en diferentes fases, antes de que se los habilite para salir al mercado. En Brasil, este tipo de investigación se restringe a grupos de investigadores de universidades y centros de investigación. Son alrededor de diez grupos de investigación en el país que producen animales transgénicos para expresar alguna proteína de interés medicamentoso o para su uso en experimentos científicos, tales como ratones comunes modificados genéticamente. Gran parte de estos investigadores se hizo presente en el I Simposio Brasileño de Tecnología Transgénica realizado en marzo en la Universidad Federal de São Paulo (Unifesp) y asistió a la conferencia de apertura con el ganador del Nobel de Fisiología y Medicina de 2007, Oliver Smithies (lea en Pesquisa FAPESP nº 146).
“Me sorprendí con los grupos de investigación brasileños. No sabía que existían tantos y noté que muchos se conocieron en el simposio. Eso es sumamente importante para la industria del país”, dijo el español Lluís Montoliu José, presidente de la Sociedad Internacional de Tecnología Transgénica, ISTT por sus siglas en inglés, creada en 2006, y también docente de la Universidad Autónoma de Madrid. Para Montoliu, el uso de animales transgénicos tiene un amplio espectro para la ciencia y para otros sectores económicos. “Hay mucho que investigar, pero ya sabemos, por ejemplo, que purificar proteínas en la leche es relativamente fácil mientras que en la sangre es más complicado (debido a la posibilidad de transmisión de enfermedades). Además de la producción de proteínas humanas y de futuras vacunas por medio de la leche de animales, contamos también con la producción de ejemplares para estudios de enfermedades, animales transgénicos para mejorar la producción y evitar enfermedades en la ganadería, curar dolencias en peces y transplantar órganos de cerdos a seres humanos, por ejemplo.”
Los animales transgénicos empleados para la producción de proteínas, llamados de biorreactores, se están transformando en una solución para obtener fármacos que funcionan como repositorios de sustancias producidas naturalmente por la mayoría de los humanos, pero ausentes o en niveles diminutos en algunos. “Ese sistema es más barato que las técnicas de producción de proteínas recombinantes elaboradas en grandes estructuras de laboratorio con el auxilio de bacterias, levaduras o células de mamíferos y con la necesidad de un reactor de costo alto o todavía de plasma humano para ser producida”, dice el profesor João Bosco Pesquero, director del Centro de Desarrollo de Modelos Experimentales para Medicina y Biología (Cedeme) de la Unifesp y coordinador del simposio. Entre los medicamentos fabricados con la técnica de ADN recombinante con bacterias o con el cultivo de células de ovarios de hámster chino, en la sigla CHO en inglés, están la hormona de crecimiento humano (hGH) y el factor IX de coagulación sanguínea, esencial para los hemofílicos y también producido con plasma humano.
El gasto actual por paciente hemofílico puede superar los 70 mil reales anuales en Brasil con medicamentos comprados en el mercado externo y pagados por los gobiernos estaduales y el gobierno federal. Son proteínas fundamentales para evitar hemorragias en personas hemofílicas. Dos anuncios llevados a cabo en abril último prometen garantizar con tecnología tradicional la provisión de los factores VIII y IX con producción nacional y bajo costo. El primero por la Empresa Brasileña de Hemoderivados y Biotecnología (Hemobras), ligada al Ministerio de Salud, en asociación con la Universidad Federal de Río de Janeiro (UFRJ), y el otro por el Instituto Butantan, que comienza a preparar su Unidad de Procesamiento de Plasma.
Si bien prometen precios bajos, los nuevos medicamentos con origen transgénico todavía son caros. En el caso del Atryn, nombre del antitrombótico de la GTC, el precio de cada ampolla es de € 2,5 mil en el mercado europeo. En Estados Unidos, está en la fase final de aprobación clínica. “El desarrollo de animales transgénicos está ligado a empresas de biotecnología que han invertido mucho en estos últimos años en el área. Con ellos se hace más fácil y barato probar nuevas drogas porque se prueba el principio activo contra determinada proteína humana en el ratón, por ejemplo”, dice Pesquero. “Eso elimina algunas etapas de los ensayos clínicos. Un gen importante para la diabetes puede probarse en un ratón preparado con un gen humano en el lugar del gen del animal. Si la droga se conecta con la proteína humana, ésta funciona. Eso disminuye el tiempo destinado a los ensayos de nuevas drogas y la verificación de los efectos colaterales. Además se usan muchos menos animales de laboratorio.”
Por la ayuda que aporta al estudio de enfermedades y en el desarrollo de nuevas drogas, los animales transgénicos más presentes son aquéllos destinados a los laboratorios. “Son miles de animales transgénicos, principalmente ratones, en todo el mundo. La mayoría de ellos se produce en laboratorios asociados a las universidades”. Existen incluso empresas, como la australiana Ozgene y la suiza Polygene, que producen dichos animales también a pedido. Un grupo de ratones que tengan el gen nocauteado, la técnica que hace desconectar un gen y consecuentemente la no producción de una proteína, situación que puede provocar una enfermedad, por ejemplo, puede costar hasta 45 mil dólares.
El equipo de Pesquero de la Unifesp desarrolla ratones para investigadores de la Unifesp y de otras instituciones, tales como el Instituto del Corazón, de la Facultad de Medicina de la Universidad de São Paulo. Uno de los logros del grupo fue la producción de una hembra que expresó en la leche el factor IX (lea en Pesquisa FAPESP nº 117). En 2005, la idea era expresar la proteína en el ratón y, si todo sucede bien, el sistema sería transferido para generar vacunos en Embrapa Recursos Genéticos y Biotecnología, de Brasilia. “La meta en el momento es la generación de vacas o cabras capaces de transformar pastos en leche de una manera barata. Aun con la fase de purificación de la proteína en la leche, esa opción cuesta menos”, dice Elíbio Rech, investigador de Embrapa. “Necesitamos pensar también en que los anticuerpos monoclonales, moléculas producidas por ingeniería biotecnológica, estudiados principalmente para tratamientos de cáncer, al margen de poder actuar como medio de diagnósticos y en vacunas, también pueden elaborarse en las glándulas mamarias”, recuerda.
Flamínio Araripe/ Secretaría de C&T de ceará
Chivitos transgénicos de la raza canindé, en CearáFlamínio Araripe/ Secretaría de C&T de cearáLa investigación y la producción de esos animales son sumamente importantes para Brasil. De no producir animales transgénicos acá, estaremos dentro de poco importándolos,” vaticina Pesquero, quien actualmente también trabaja con conejos transgénicos para expresar proteínas terapéuticas y de interés comercial como el factor IX y la hormona folículo estimulante (FSH) para vacunos. “Una vez establecida la técnica en conejos, podremos producir diferentes proteínas”. El simposio mostró que el país posee grupos produciendo en diferentes niveles. La más reciente novedad en ese sentido fue el nacimiento de dos caprinos, una hembra y un macho, entre el 11 y el 20 de marzo de este año en Fortaleza, en Ceará. Son dos animales transgénicos que poseen en su genoma el gen productor de la proteína del factor estimulante de colonia de granulocitos humanos, que posee la sigla en inglés hG-CSF, utilizado en casos de inmunodeficiencia, como lo son los de Sida, en la recuperación de personas con cáncer que hacen uso de quiomioterapia o que tuvieron infarto de miocardio o isquemia cerebral (derrames).
El experimento estuvo a cargo de un equipo de la Facultad de Veterinaria de la Universidad Estadual de Ceará (Uece) coordenada por el profesor Vicente José Freitas en sociedad con el equipo del profesor Antonio Carlos Carvalho, de la Universidad Federal de Río de Janeiro (UFRJ), además de las investigadoras Irina Serova y Ludmila Andreeva, de la Academia de Ciencias de Rusia. A comienzos de abril, Freitas obtuvo la confirmación de que los dos caprinos más uno nacido muerto, en un lote de 23 nacidos, poseen en su genoma el gene para el hG-CSF. Los ensayos fueron realizados en la universidad cearense y confirmados en la UFRJ. Ésta es la segunda tentativa del grupo. En la primera, realizada en 2006, solamente un cabrito nació transgénico, pero murió 19 días después con infección no relacionada al procedimiento de transgenesia. El método utilizado por Freitas es el más común que emplean los investigadores del mundo, el de inyección pronuclear, en que una solución con copia del ADN y el gen de la proteína que se pretende expresar se inyectados en el óvulo recién fecundado. Luego el embrión es transferido al útero de una hembra procreadora que no necesariamente es la donadora del óvulo.
Ahora, con una pareja transgénica, será posible cruzar el chivo con la cabra para obtener alrededor del 75% de crías con la proteína humana. “Nuestra alegría se extiende también al hecho de que la pareja ser de la raza canindé, en vías de extinción en el nordeste brasileño”, dice Freitas. La raza fue formada por animales que trajeron los portugueses desde los tiempos de la colonización. “Con la transgenesia le agregamos valor a la raza porque el chivo transgénico puede cruzarse con una hembra no transgênica de la misma raza, con una posibilidad del 50% de que las crías sean transgénicos, productores de la proteína hG-CSF”. Otra posibilidad es la clonación de esos animales. El cruzamiento de los mismos resultaría en un 100% de transgénicos. Freitas cree, al igual que la GTC, que las cabras tienen ventaja sobre otros animales en el papel de biorreactores para producir gran parte de las proteínas de uso médico. “No raramente paren tres crías en 5 meses de gestación, mientras que un bovino tiene tan sólo una cría en una gestación de 9 meses, y raramente son los gemelos.”
En América Latina, en los estudios con transgenesia en animales, Brasil está detrás de Argentina. La empresa Bio Sidus de dicho país había anunciado en 2004 la producción de una vaca que produce hormona de crecimiento humano en su leche, aunque todavía no comercializa el producto del animal. En abril del año pasado, la empresa informó también sobre el nacimiento de vacas transgénicas capaces de producir insulina humana en la leche. Son cuatro vaquitas de la raza yersey, especializada en la producción de leche. La empresa informó que un lote de 25 vacas sería suficiente para suplir toda la necesidad de insulina en la Argentina, país con alrededor de un millón y medio de diabéticos. Pero Bio Sidus dice correctamente que la producción de animales transgénicos con ese potencial es tan sólo una parte del camino tecnológico para llegar a un producto final. Hay que elaborar con seguridad la extracción y la purificación de la proteína humana en la leche vacuna para eliminar posibles contaminaciones.
Miguel Boyayan
Ratón con gen del factor IX humanoMiguel BoyayanEn Brasil, otro grupo, en este caso de la Universidad Federal de Pelotas (UFPel), Río Grande do Sul, inicia investigaciones con gallinas transgénicas. Mediante la dilución del gene codificador de la proteína verde fluorescente, GFP por sus siglas en inglés, en el esperma de gallo, seguida de la inseminación, los investigadores, coordinados por el profesor João Carlos Deschamps, lograron obtener un ejemplar que nació muerto, pero que expresó dicha proteína. “Este experimento sirvió para mostrar que la técnica funciona”, dice la profesora Denise Bongalhardo, del mismo grupo. “Experimentos realizados en Europa muestran que los huevos transgénicos son viables, aunque expresan muy poca proteína y, por lo tanto, aún no son viables comercialmente”, explica Denise. “Las gallinas tienen la ventaja de que producen alrededor de 330 huevos por año y poseen un pequeño intervalo entre las generaciones, además de tener la clara de huevo naturalmente estéril. Al fin y al cabo, el huevo es fácil de almacenar y la proteína ya viene empaquetada”. El próximo paso del grupo es expresar una proteína de coagulación sanguínea humana, como el factor IX, en huevos de gallinas. Denise también apunta futuros usos de pollos transgénicos, como la manipulación de características de producción, el mejoramiento genético y la resistencia a enfermedades.
Además de la producción de medicamentos vía leche de los animales para la obtención de proteínas humanas o incluso de huevos, es posible combatir enfermedades tales como el dengue y la malaria a través de la manipulación genética de los mosquitos transmisores de dichas enfermedades. Una alternativa que aún da sus primeros pasos para la verificación de su posibilidad práctica es la introducción en un mosquito vector (el Aedes aegypti) del dengue, o el Anopheles spp., de la malaria, de un gen que pueda bloquear la actividad tanto del virus de la primera como el protozoario de la segunda, que viven dentro de esos insectos, y consecuentemente barrar la transmisión de las enfermedades. Con ese objetivo, el equipo del investigador Luciano Andrade Moreira, del Centro de Investigaciones René Rachou, de la Fundación Oswaldo Cruz (Fiocruz) con sede en Belo Horizonte, Minas Gerais, desarrolló un linaje de mosquitos Aedes fluviatilis que puede ser vector del parásito de la malaria aviar.
La acción contra el Plasmodium gallinaceum en el interior del mosquito es accionada por medio de la proteína fosfolipasa A-2, en la forma mutada y inactiva, encontrada en el veneno de la abeja y que ya ha sido muy estudiada. “Esta proteína debe formar una barrera en el intestino del mosquito que no deja al plasmodio penetrar en la pared intestinal y, luego de formar un quiste, llega a la glándula salival del insecto y es transportada a otra ave en el momento de la picadura”, dice Moreira.
Para hacer insectos transgénicos, Moreira y su equipo utilizan la técnica de microinyección de la construcción de ADN en los huevos del mosquito, en la fase de embrión. “Estamos en la trigésima generación de mosquitos transgénicos creados en laboratorio”, comenta Moreira. Una investigación similar con el mosquito del dengue se encuentra en desarrollo bajo la coordinación de la profesora Margareth Guimarães, de la Universidad de São Paulo (lea en Pesquisa FAPESP nº 131).
La transgenesia animal comenzó a dar sus primeros pasos en 1982, con investigadores norteamericanos de las universidades de Washington, Pensilvania y California, que produjeron un ratón que expresaba la hormona del crecimiento de un ratón. El resultado fue que ratón creció más que lo normal. “Hoy en día hay gente trabajando con transgénicos, lo que hace que sea fundamental patentar el resultado de los estudios”, advierte Pesquero. “En biotecnología, cualquier desarrollo puede patentarse, pero el animal transgénico no es patentable en Brasil. La patente debe ser del proyecto de construcción genética del animal”, afirma el ingeniero químico especializado en propiedad intelectual Ricardo Amaral Remer, socio en la consultora Atem&Remer, quien dictó una conferencia sobre el tema en el simposio en la Unifesp. “Es el sistema de expresión o la construcción génica, o incluso el contenido y la forma de introducir el gen en el animal que lo es patentable”, explica Remer. Aun expresando una proteína presente en otro animal, como el factor IX, es posible patentar otro proceso de producción relacionado con esa sustancia.
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