Revolución biotecnológica en la medicina

Producción de sustancias terapéuticas

Muchas sustancias terapéuticas se obtienen a partir de microorganismos; por ejemplo, la penicilina. Un gran número de estas sustancias se producen hoy gracias a la biotecnología, como la insulina. Las personas que sufren diabetes deben inyectarse insulina varias veces al día. Hasta el año 1983, la insulina que utilizaban las personas diabéticas era insulina de cerdo purificada. Desde el año 1982 se comercializa insulina obtenida mediante ingeniería genética, siendo ésta la primera molécula biológica fabricada por esta técnica y comercializada.

Otras sustancias se obtienen a partir de plantas y animales transgénicos, como el factor VIII, que interviene en la coagulación de la sangre. Asimismo, la ingeniería genética permite producir hormonas humanas en cantidades suficientes para tratar muchas enfermedades carenciales. Por ejemplo, el enanismo producido por déficit de la hormona del crecimiento. Al principio se trataba a las personas enfermas con hormona extraída de la hipófisis de cadáveres. Actualmente, la hormona del crecimiento es fabricada por bacterias. Un recipiente con 500 litros de bacterias puede producir tanta cantidad de hormona como 35.000 hipófisis humanas.

	La penicilina es producida por el hongo Penicillium chrysogenum (antes P. notatum). En la naturaleza el hongo produce alrededor de 2 miligramos de penicilina por litro. Gracias a la biotecnología el hongo es capaz de producir 60 gramos por litro en tanques de fermentación hoy en día.

Medicina incorporada en el genoma humano

Terapia génica

La terapia génica consiste en la introducción de genes en seres humanos con el fin de corregir alguna enfermedad de origen genético. Hasta hace poco tiempo la única forma de tratar ciertas enfermedades consistía en suministrar sustancias que actuaban sobre las consecuencias de la afección, no sobre el origen. Mediante la terapia génica se puede silenciar un gen defectuoso o se puede complementar la acción de un gen que o no produce el producto adecuado o no lo produce del todo.

En la actualidad se están desarrollando tratamientos mediante terapia génica para la talasemia, la fibrosis quística, algunos tipos de cáncer y la inmunodeficiencia combinada grave ('niños burbuja').

	Ejemplo de terapia génica para 'Niños Burbuja'

Biológicos

Medicina recombinante

Los medicamentos producidos por métodos biotecnológicos son hoy en día parte del botiquín estándar, por así decir. La tabla de abajo muestra un listado de las 13 clases de medicamentos biotecnológicos —también llamados Biológicos— que más se vendieron en el año 2008, sumando un volumen de ventas de más de 80 mil millones de dólares a nivel global.

La producción de antibióticos por fermentación es la manera clásica como conocemos la biotecnología. En este proceso, ciertos microroganismos producen metabolitos secundarios que nosotros utilizamos para combatir infecciones. Estos metabolitos se purifican del cultivo del microorganismo productor y se utilizan tal cual o se modifican químicamente para lograr antibóticos más potentes.

En el caso de los Biológicos, ciertos microorganismos se utilizan como factorías que leen y transcriben la información que les ha sido introducida en su propio genoma en forma de un gen determinado. El resultado es una proteína, la cual puede tener funciones de amplia utilidad para el tratamiento de muchas enfermedades.

En el caso de anticuerpos contra células cancerosas, por ejemplo, éstos en principio podrían ser producidos inyectando los componentes de las células cancerosas que uno quiere combatir en cabras o conejos. Aunque los anticuerpos producidos por estos animales se parecen mucho a los humanos, no son idénticos, lo que significa que nuestro organismo producirá una reacción inmune a estos anticuerpos, lo que en un tratamiento posterior podría ser letal. Este problema se soluciona 'humanizando' los anticuerpos animales. Es decir, se intercambia el código genético de los anticuerpos animales para que éste sea idéntico al humano en los segmentos estructurales del anticuerpo. De esta manera el anticuerpo no es reconocido como extraño. Para el tratamiento, la parte importante son las secciones variables que interactúan con las células cancerosas en este caso. Nuestro organismo está condicionado para tolerar esas secciones variables.

Lo mismo para la insulina, tan importante para el tratamiento de la diabetes. Antiguamente teníamos que utilizar insulina de cerdo, la cual aunque sólo se disgtingue en un aminoácido de la insulina humana, acaba produciendo rechazo inmune. Hoy en día, gracias a la ingeniería genética, son microorganismos quienes producen para nosotros insulina idéntica a la humana, lo que resulta en un producto que quienes sufren de diabetes pueden utilizar toda la vida sin rechazo.

	Modelo tridimensional de un hexámero de insulina. Esta agrupación de seis moléculas de insulina unidas por un átomo de zinc, es la forma como el organismo almacena esta hormona reguladora del metabolismo de carbohidratos y grasas en el cuerpo.

*Tanto los anticuerpos como las proteínas están constituidos de aminoácidos y están codificados en los genes.

Nuevo tratamiento para la leucemia

Reeducando a los linfocitos

Investigadores de la Universidad de Pensilvania reportan en la revista Science Medicine Translational que linfocitos genéticamente modificados de pacientes con leucemia exterminaron las células cancerosas y evitaron su reaparición al menos por un año.

La leucemia es un tipo de cáncer que afecta la sangre y la médula ósea, donde se forman las células sanguíneas, y la enfermedad ocurre cuando las células producidas en la médula se multiplican sin control. Según la Sociedad de Leucemia y Linfoma, en el año 2010 unas 43'500 personas en Estados Unidos fueron diagnosticadas con leucemia, y unas 22'000 murieron a causa de esta enfermedad.

Los investigadores del Centro Abramson de Cáncer y la Escuela Perelman de Medicina, en Pensilvania, probaron un método que consiste en la recolección de células del propio paciente y su modificación genética, para luego retornarlas al cuerpo del paciente sometido a quimioterapia. El método ofrece un tratamiento para otras formas de cánceres, incluidos de pulmón y ovarios, y mieloma y melanoma, según el artículo publicado también en la revista New England Journal of Medicine.

Después de retirar las células del paciente, el equipo investigador las reprogramó para que atacaran a las células del tumor mediante una modificación en la cual usaron un vector de lentivirus. Estos son virus cuyo período de incubación es muy prolongado y de ahí su nombre, que alude a la lentitud con que generam síntomas en su estado natural.

El vector (el virus modificado) codifica una proteína similar a un anticuerpo, llamada receptor antígeno quimérico o CAR por su sigla en inglés, que se expresa en la superficie de los linfocitos o células T y están diseñadas para enlazarse con una proteína llamada CD19. Una vez que los linfocitos empiezan a expresar la proteína CAR, la cual se liga exclusivamente a las células que expresan la proteína CD19, que incluyen las células con leucemia linfática crónica y células B normales, evitando así efectos secundarios, como los causados por la quimioterapia.

Para los pacientes de este estudio la única alternativa hubiese involucrado un trasplante de médula ósea, un procedimiento que requiere una prolongada hospitalización y tiene un riesgo de mortalidad del 20 por ciento. Además, los métodos de cultivo usados reactivan a linfocitos que habían sido suprimidos por la leucemia y estimula la generación de las llamada células T "de memoria", con las cuales los científicos esperan lograr una protección contra la recurrencia del cáncer.