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Deontología Biológica

Capítulo 20. Tecnología genética aplicada al hombre.

N. López Moratalla y E. Santiago

a) Terapia humana por recombinación de DNA

Transferencia de genes

Un número muy elevado de enfermedades -unas 2.500- tienen su origen en un defecto genético -alteración de un gen o de su sistema de expresión- que no permite la síntesis de una determinada proteína en su forma biológicamente activa. Los enfermos portadores de estas anomalías podrán posiblemente beneficiarse en el futuro de las técnicas descritas en el capítulo anterior. La terapia genética se refiere a la posibilidad de introducir DNA, que sustituya el de los genes afectados, con el objeto de corregir sus alteraciones.

La terapia de reemplazamiento de la enzima, codificada por el gen afectado, podría corregir las diversas enzimopatías; sin embargo, dado que las enzimas son fundamentalmente intracelulares resulta muy difícil, al no penetrar en las células. Se han hecho algunos intentos en la línea de inyectar directamente la enzima libre o contenida en microcápsulas, eritrocitos o liposomas, así como unidas a moléculas de transportadores fisiológicos1 2. La eficacia está limitada por la vida relativamente corta de la enzima, tanto en circulación como en el medio intracelular y, también, por la reacción inmune que en el organismo provocan las proteínas extrañas. Por otra parte, esta terapia no evita que la alteración química se transmita a las generaciones posteriores.

El defecto de una enzima puede conducir a la acumulación de un metabolito de modo que se rebasen los valores tolerables -con graves consecuencias si es en el cerebro-, o bien a la falta de un producto que puede suponer una marcada limitación; no siempre es factible eliminar o proporcionar dicho metabolito. Existen ya muchas técnicas que permiten la detección prenatal de enfermedades genéticas, en cultivos de células del líquido amniótico obtenido entre las semanas 14 y 17 de gestación, estudios cromosómicos y metabólicos de muestras de tejido coriónico a partir de la 9ª semana y también el estudio del líquido amniótico libre de células donde aparecen metabolitos como consecuencia de alteraciones de vías metabólicas. La detección masiva de aquellas enfermedades que son susceptibles de tratamiento -por uso de determinadas dietas- ha permitido que miles de niños afectados hayan podido alcanzar un desarrollo neurológico absolutamente normal. Entre estas enfermedades se encuentra la idiocia fenilpirúvica, el hipotiroidismo congénito, o la deficiencia congénita de biotinidasa. En determinados casos, una dieta adecuada puede hacer frente a estas situaciones.

La solución definitiva de las enfermedades que tienen su origen en una alteración de un único gen podrá radicar en una terapia genética que permita la inserción del gen defectuoso, o la corrección de las señales que controlan su expresión en los tejidos afectados. Estas "correcciones", teóricamente, podrían llevarse a cabo en los gametos de los progenitores, en el cigoto o embrión precoz; también en el adulto, bien por infección con un vector viral al que se le ha quitado el carácter patógeno, bien mediante trasplante de células previamente corregidas en cultivo. Por otra parte, la recientemente diseñada "máquina de hacer genes" permite la síntesis automática de fragmentos de DNA con secuencia prefijada; ello permite ya disponer "cómodamente" de genes o de consecuencias control para modificar la expresión y sobre todo en las cantidades necesarias de estos para las transferencias.

En julio de 1980, Cline llevó a cabo, sin resultado positivo, el trasplante de células de la médula ósea, corregidas en cultivo por introducción del gen de la -globina a dos pacientes graves de talasemia. La realización de este ensayo terapéutico ha sido muy criticada, ya que se carecía de datos experimentales en animales, que respaldasen con un mínimo de garantías el intento. Esta técnica ofrece, sin embargo, posibilidades futuras para corregir defectos en células de tejidos que proliferan fácilmente. Se cuenta ya con vectores adecuados para ejercer una presión selectiva de la proliferación de las células corregidas. Se desconocen, por el contrario, los condicionantes, tales como localización en el cromosoma, posición y cercanía de determinadas señales, que pueden afectar a la expresión de los genes, y mucho más se desconocen los medios que permitan dirigir la introducción del fragmento de DNA en lugares precisos de un determinado cromosoma.

En 1979, Fleischman y Mintz3 han llevado a cabo con éxito una corrección genética, en ratones homocigóticos portadores de una mutación en el sitio W, que da lugar a anemia, esterilidad y falta de pigmentación. Las células de la línea sanguínea se desarrollan a partir del día 11 del desarrollo embrionario y el efecto que origina la anemia aparece el día 13, cuando el tejido hepático se convierte en el productor principal de glóbulos rojos. Estos autores inyectaron, por vía transplacentaria, células normales de hígado, entre los días 12 y 13, a embriones portadores de esta deficiencia y nacieron ratones no anémicos. Más recientemente se ha logrado la expresión del gen de la insulina humana en tejido específico en respuesta a sus inductores -glucosa, aminoácidos, incluso al agente hipoglucémico tolbutamida- en ratones nacidos tras microinyección del gen en fase embrionaria4.

Las mayores perspectivas las presentan aquellas enfermedades causadas por genes cuyo control no es específico y por tanto se expresan en muchos tipos de células. Se encuentran entre ellas la enfermedad de Lesch-Nyhan, en la que se observa retraso mental y automutilaciones, originada por deficiencia de la enzima xantina-guanina fosforibosil transferasa, y dos inmunodeficiencias severas por lesión de las enzimas purina nucleósido fosforilasa y adenosina desaminasa. El gen responsable de la enfermedad de Lesch-Nyhan ha podido transferirse ya al ratón en 19875.

Se piensa también en la posibilidad de transferir a la médula de enfermos de cáncer los genes de la dihidrofolato reductasa que confiere resistencia al metotrexato, fármaco anticanceroso, pero muy tóxico para los tejidos de proliferación activa, como la médula ósea. De esta forma al conseguirse aumentar la concentración de la enzima en el interior de células "lábiles" se habría conseguido hacerlas "resistentes" al metotrexato.

Mutagénesis inducida

Recientemente se ha estudiado en células de mamífero los efectos que la introducción de genes provoca sobre la secuencia homóloga de un cromosoma. Se ha visto que la inyección de DNA en el núcleo produce, de forma totalmente inesperada, una elevada frecuencia de mutación en el gen afín. Esto ofrece un poder potencial de manipular genomas de organismos superiores6.

Thomas y Capecchi7 han estudiado en células de rata el gen mutado -"neo" gen-, cuya expresión normal confiere resistencia al tóxico G418. Se trata de una mutación "ambar" que provoca una terminación prematura de la proteína. Han corregido este gen por microinyección de una forma diferente de este mismo gen, también mutado por una deleción que elimina los 52 últimos aminoácidos de la proteína. Los genes defectuosos han resultado corregidos por mutación compensada. Estos genes retienen la mutación original, pero adquieren otra que les compensa el defecto. La frecuencia de este fenómeno es muy alta y depende no sólo de la homología sino también del emparejamiento anómalo entre pares de bases del DNA introducido y la secuencia correspondiente del que formaba parte del genoma. La existencia de secuencias repetidas facilita este proceso.

Son diversos aspectos que hay que considerar en la aplicación de esta técnica. En primer lugar, que es necesario tener gran cuidado al manipular genomas de mamífero por transferencia de genes, ya que es posible inducir mutaciones no deseables al intentar corregir un gen. Estas observaciones sugieren, por otra parte, nuevos métodos para inducir, por ejemplo, a través de un plásmido, mutaciones en unas regiones determinadas tales como promotores, secuencias reguladoras "cis-acting". Es decir, mutaciones en zonas específicas, que tal vez puedan utilizarse para modificar la expresión de genes.

Valoración ética

En el caso de experimentación en el hombre, es necesario que el investigador tenga suficiente competencia científica, que quiera intervenir por motivos terapéuticos y haya realizado el trabajo experimental previo en animales con suficiente extensión y profundidad, punto este que ha sido adecuadamente subrayado en la Declaración de Helsinki de 1975. Debido a la notable complejidad de los problemas y de las variables que intervienen en la planificación de una experimentación en el hombre, actualmente, no sólo los códigos deontológicos, sino las leyes civiles de algunos Estados, exigen que se redacten las propuestas de los programas experimentales y se sometan al criterio de las comisiones constituidas para su estudio, revisión y aprobación. Los mismos códigos requieren también que el programa experimental vaya precedido de un estudio atento de los riesgos previsibles, que han de ser valorados prudentemente en relación con el provecho que se espera alcanzar para el sujeto, o para los demás. Esta última condición "o para los demás", contenida en la Declaración de Helsinki, ha quedado atenuada en su peligrosidad por un párrafo introducido en 1975, no previsto en la redacción de 1964, y que afirma claramente que el interés del sujeto tiene que estar por encima de los intereses de la ciencia y de la sociedad.

En el momento actual, la aplicación de la terapia genética al hombre requiere estudios previos en animales, que al menos aseguren los siguientes aspectos8 9:

En primer lugar, que el gen que se desee introducir penetre en las células y permanezca. Parece que la penetración es factible, al menos en células de las que se puede disponer con una relativa facilidad como las de la médula ósea, hígado o fibroblastos, usando vectores retrovirales portadores del gen normal. Ya hemos comentado que la inserción en el cromosoma y su estabilidad en éste es un problema que requiere aún ulteriores estudios.

En segundo lugar, que el gen se exprese y que esa expresión pueda regularse de forma que la velocidad de formación del producto sea la adecuada. Ya hemos visto que no todos los genes introducidos se expresan y el conocimiento actual acerca de la regulación de los genes de eucariotas es aún insuficiente.

Por último, es necesario asegurar que la presencia del nuevo gen, y la del DNA asociado a él y que facilita la penetración, no dañe las células receptoras ni produzca efectos de mutación en el genoma, problemas que requieren aún observaciones a largo plazo. Se desconocen los efectos de un gen situado en un lugar incorrecto en un cromosoma, y cómo puede influir éste en los genes próximos a él. Existe también inseguridad acerca de la posibilidad de que los retrovirus usados como vectores puedan hacerse patógenos en la recombinación.

La transferencia correcta de un gen a una célula eucariótica no es cosa fácil; nunca se ha logrado, de hecho, identificar los genes por separado por su presencia, sino que se reconocen por su ausencia. Estos límites e incertidumbres son reflejados continuamente en la literatura científica10 11 12 13.

Así pues, por el momento, los experimentos de terapia genética parecen prematuros, cualquiera que fuera el método empleado, trasplante de células corregidas, microinyección en núcleo de células de embriones, etc. El carácter experimental de una intervención no es motivo de prohibición absoluta, desde el punto de vista ético, y puede ser aceptable, aunque sea con riesgo grave si tiene un carácter terapéutico; ahora bien, en la situación actual, la terapia genética tendría un carácter neto de investigación -con muy pocas posibilidades de éxito terapéutico- y, por tanto, por ahora, sólo debe hacerse en animales. Más carácter aún de experimentación tendría la terapia genética aplicada al hombre en su fase embrionaria, donde las posibilidades de éxito son aún menores por la gran fragilidad del embrión y por las dificultades técnicas, obvias, de realizar un diagnóstico lo suficientemente precoz.

En definitiva, no habrá ningún obstáculo de tipo ético para aplicar la terapia genética una vez que se haya superado la fase de investigación previa en el animal. En caso de que fuera necesario hacer la corrección en la etapa embrionaria, la técnica deberá haber avanzado lo suficiente para no exponer al embrión a una muerte probable. Es obvio que la licitud de estas intervenciones en el genoma del hombre -o en alguna de sus células- supone que la finalidad sea estrictamente terapéutica, es decir, entendiendo por tal la corrección de una enfermedad, de una anomalía genética. Este tipo de intervención no debe ser nunca fruto de otro deseo que, dada la definición de "salud" de la OMS como "total bienestar físico, intelectual o social", podría considerarse erróneamente como un fin terapéutico. Al uso de esta tecnología con fines eugenésicos nos referiremos más adelante (cfr. capítulo 22).

b) Algunas aplicaciones de la secuenciación del DNA

La especificidad individual de determinadas secuencias de DNA permite que éstas una vez detectadas pueda utilizarse como marcadores genéticos individuales, como auténticas "huellas dactilares" situadas en el genoma. Estos marcadores genéticos se determinan ya antes de practicar un trasplante de órgano y en los estudios sobre la propagación de tumores.

El uso de estos marcadores para la identificación del parentesco ofrece una precisión mucho mayor que las técnicas hasta ahora habituales. Así, por ejemplo, el alto poliformismo del DNA satélite en la región de los genes de la globina permite el establecimiento seguro de la maternidad. Igualmente, estos marcadores permiten establecer con gran certeza la paternidad. Por este motivo se utilizan ya en algunos países para dirimir problemas relacionados con la inmigración de individuos que alegan razones de parentesco. También han comenzado a usarse en los laboratorios forenses14 15 16.

El uso de esta tecnología con la finalidad de identificar el parentesco es de suyo obviamente lícito; no obstante, es en cierta medida expresión de una fuerte voluntad de dominio sobre la persona, en tanto que supone el deseo, que puede llevar hasta el extremo, de una programación de la sociedad humana, donde la libertad individual, e incluso el derecho a la intimidad, puedan quedar reducidos a un plano secundario ante la voluntad de planificación, por parte de quienes ostentan el poder.

Notas

(1) BRADY, R.O., TALLMAN, J.F., JOHNSON, W.G., GAL, A.E., LEAHY, W.R., QUIRK, J.M. y DEKABAN, A.S. "Replacement therapy for inherited enzyme deficiency. Use of Purified Ceramidotrihexosidase in Fabry's Disease". N. Engl. J. Med., 289 (1), 9, 1973.

(2) BRADY, R.O., PENTECHEV, P.G., GAL A.E., HIBBERT, S.R. y DEKABAN, A.S. "Replacement therapy for inherited enzyme deficiency. Use of Purified Glucocerebrosidase in Gaucher's Disease". N. Engl. J. Med., 291, 989-993, 1974.

(3) FLEISCHMAN, R.A. y MINTZ, B. "Prevention of genetic anemias in mice by microinjection of normal hematopoietic stem cells into the fetal placente". Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 76, 5736-5740, 1978.

(4) SELDEN R.F., SKOSKIEWICZ, N.J., HOWIE, K.B., RUSSELL, P.S. y GOODMAN, H.M. "Regulation of human insulin gene expresion in transgenic mice". Nature, 321, 525, 1986.

(5) HOGAN, B. "Engineering mutant mice". Nature, 326, 240, 1987.

(6) LISKAY, M. "Manipulation just off target". Nature, 324, 13, 1986.

(7) THOMAS, K.R., y CAPECCHI M.R. "Introduction of homologans DNA sequences intro mammalian cells induces mutations in the cognate gene". Nature, 324, 34-38, 1986.

(8) ANDERSON, F. y FLETCHER, J.C. "Gene therapy in human beings: when is it ethical to begin? N. Engl. J. Med., 303, 1923-1926, 1980.

(9) MERCOLA, K.E. y CLINE, M.J. "The potentials of inserting new genetic information". N. Engl. J. Med., 303, 1298-1230, 1980.

(10) KOLATA, G.B. y WADE, N. "Human gene treatment stirs new debate". Science, 210, 407, 1980.

(11) ANDERSON, W. "Prospects for human gene therapy". Science, 226, 401, 1984.

(12) MOTVLSKY, A.G. "Impact of Genetic Manipulation, Society and Medicine". Science, 219, 135, 1983.

(13) DAVIS, B.D. "The two Faces of Genetic Engineering in Man". Science, 219, 1381, 1983.

(14) DNA fingerprinting. "DNA probes control immigration". Nature, 319, 171, 1986.

(15) NEWMARK, P. "DNA fingerprinting at a price at ICI'S UK laboratory". Nature, 327, 548, 1987.

(16) JEFFREYS, A.J. "Highly variable minisatellites and DNA fingerprints". Biochem. Soc. Transactions, 15, 309-317, 1987.