Apuntes científicos desde el MIT

A mediados del 2007 un grupo de científicos inyectaron la copia correcta del gen RPE65 directamente en la retina de 3 jóvenes de 22, 24 y 25 años que sufrían un tipo de ceguera congénita causada por la mutación de este gen responsable de codificar una proteína necesaria para el correcto funcionamiento de las células fotorreceptoras.

El 13 de Agosto de 2009, los responsables de este ensayo clínico de terapia génica en humanos confirmaron que las pruebas hechas 1 año después de la intervención mostraban una mejora radical en la visión de los pacientes, que se había mantenido en el tiempo, y que no había aparecido ningún problema o respuesta inmune en los ojos ni en otras zonas de sus cuerpo.

Se trata de uno de los avances más significativos en el esperanzador y controvertido campo de la terapia génica, pero también un excelente ejemplo para reconstruir el proceso científico desde la investigación básica hasta la posible cura de una enfermedad por el momento intratable.

Del laboratorio al hospital

En 1993 investigadores del National Eye Institute de EEUU descubrieron un gen encargado de metabolizar la vitamina A imprescindible para que los fotorreceptores de la retina reaccionen a la llegada de luz. Sospechando que su mal funcionamiento podría estar relacionado con problemas de visión, testaron pacientes y vieron que una mutación en dicho gen RPE65 estaba asociada a un tipo de ceguera infantil llamada Leber Congenital Amaurosis (LCA), cuyos afectados sufren diversos grados de déficit visual, incluso ceguera.

Tras establecer la relación entre mutación y LCA, los científicos crearon unos ratones transgénicos cuyo RPE65 estaba inactivo, para así hacer experimentos y comprender todos los aspectos relacionados con dicho gen.

Con estos Ratones Knockout (una de las herramientas más utilizadas en los laboratorios para investigar los aspectos bioquímicos que rodean a las alteraciones genéticas) descubrieron que los bastones y conos de la retina estaban completamente intactos, y simplemente no funcionaban porque no recibían vitamina A.

Eso habría la puerta a un posible tratamiento con terapia génica: si se lograba introducir la copia correcta del RPE65 en la retina de pacientes y hacer que se expresara con normalidad, produciría vitamina A y quizás se restauraría la visión.

Lo siguiente fue averiguar cómo transportar el gen al interior de las células de la retina.

Los virus saben muy bien cómo hacerlo, y por eso han sido utilizados durante décadas como vectores para introducir genes de manera dirigida dentro de las células.
Un grupo de investigadores utilizó copias inactivas de un Adenovirus (causante de resfriados comunes), para recombinar su material genético junto al RPE65 y permitirle infectar células de manera inocua sin generar una respuesta inmunológica.

Nuevos estudios con ratones demostraron a finales de los 90 que inyectando el virus vector en el fondo de sus retina se lograba que el gen RPE65 se expresara sin efectos secundarios aparentes.

Antes de ser probado en humanos, hacían falta evidencias más sólidas.

Un tipo de perros fue el siguiente animal de laboratorio utilizado. Sus ojos eran similares en tamaño y estructura a los humanos, y daba la casualidad que existía un modelo animal de perros con una ceguera parecida al LAC, causada también por problemas en el RPE65.

En el 2001 empezaron los experimentos de terapia génica con perros, y el resultado fue un éxito rotundo. Los perros mejoraban su visión, no sufrían problema alguno, y el efecto se mantenía al cabo de los años.

Este segundo aspecto era muy relevante (y también es lo más trascendente del artículo publicado el presente Agosto), ya que demostraba que los genes no sólo se expresaban en el interior de las células semanas después de su inyección, sino que se integraban correctamente en el genoma y reproducían junto con el resto de material genético en cada división celular.

Todo parecía listo para los ensayos clínicos con humanos.

Estos llegaron a mediados del 2007 con los 3 jóvenes aquejados de LAC. Los resultados publicados en 2008 confirmaron mejoras en la visión, que según el reciente artículo de 2009 se han incluso incrementado. Una de las pacientes dijo que, por ejemplo, ahora podía leer un reloj luminoso en el coche de sus padres cuando antes era completamente incapaz. Los científicos especulan que ciertas áreas del cerebro podrían estar adaptándose a las nuevas señales visuales contribuyendo así a la progresiva mejora de la visión.

Tales resultados son de gran esperanza para los afectados de una enfermedad sin tratamiento como la LAC, pero significan también un fuerte espaldarazo al campo de la terapia génica.

El concepto subyacente a la terapia génica es muy sencillo: remplazar genes defectuosos por copias correctas, silenciar los que funcionen mal, o introducir nuevos genes para combatir alguna enfermedad.

Aunque hace más de 40 años que los científicos trabajan en estas líneas de investigación con notables resultados, todavía no existe ningún tratamiento que haya superado la fase experimental. Además, en 1999 se produjo la muerte de una joven de 18 años durante su participación en un estudio de terapia génica, con lo que las alarmas sobre su seguridad dificultaron su progreso.

El resultado de los estudios sobre LAC, junto con otros que utilizan nanopartículas para la terapia génica sobre el cáncer, afianzan el interés por dicha técnica y muestran a la perfección el laborioso camino recorrido desde los laboratorios hasta la cama del hospital.

Esta vez hice lo contrario de lo me había recomendado todo el mundo. Y me ha ido la mar de bien.
(Estoy atendiendo al congreso de Neurociencia que se celebra en Washington DC, uno de los mayores del mundo, y en el que durante 5 días se gastarán 110.000 chinchetas para colgar posters científicos)
Tanto mis colegas científicos como periodistas me dijeron: “concéntrate sólo en lo que te interese. Pasa de lo demás o terminarás loco. No intentes abarcar demasiado, escoge unas pocas presentaciones y no te disperses”.
Parecía un buen consejo, pero luego pensé… si realmente me interesa un área determinada, puedo buscar información por mi cuenta y leerme los artículos científicos otro día con toda la calma del mundo. Además, ya ningún científico espera a los congresos para anunciar un descubrimiento revolucionario. Al contrario, si tiene indicios de algo muy prometedor, se lo calla hasta publicarlo para que ninguno de los asistentes “se lo pise”.
En cambio, un congreso como éste es ideal para explorar en lo desconocido, para abrir tu mente a nuevas temáticas que ni siquiera habías contemplado, y para revisar el programa sin un interés predeterminado dejándote fluir libremente por donde tu inquietud intelectual te conduzca.
El título de un mini simposio me recordó el excelente consejo que Boyce, nuestro estimado director de Knight Fellowship , nos dio al empezar la aventura en el MIT: “Explorad aquello que todavía no sabéis que os interesa. Buscad nuevos estímulos. ¡Rascad donde no os pique!”

Neurociencia del picor
A primera lectura este título puede parecer sólo una curiosidad más, pero esconde el nacimiento de una línea entera de investigación.
Me explico: hasta el momento los científicos trataban al picor como si fuera un dolor atenuado. Pensaban que la sensación de escozor se transmitía por los mismos circuitos nerviosos y se reproducía en las mismas áreas del cerebro que las señales del dolor. Sin embargo, varios descubrimientos han demostrado que el picor tiene sus mecanismos específicos. ¿Superfluo? No para los miles de pacientes que sufren picor crónico, para aquellos casos en que los antihistamínicos no son efectivos, y sobretodo para algunos tratamientos contra el dolor que causaban molestos picores como efectos secundarios, y que hasta ahora se consideraban inevitables.
Según Ethan Lerner, moderador del simposio especial sobre picor en el congreso de neurociencia, “el picor es el síntoma más común que tratan los dermatólogos".

“El picor es algo que ocurre en tu cerebro, no en tu piel” dijo el investigador Clemens Foster.
El contacto con una sustancia alergénica, o la picadura de un mosquito, hace que segregues histamina y una señal nerviosa viaje hacia tu espina dorsal, llegue al tálamo, se distribuya por otras áreas del cerebro, y aparezca una sensación de picor acompañada de enrojecimiento, hinchazón, y deseo de rascarse.
Dos cosas matizan los científicos: 1- este es el modelo clásico que puede tratarse con anti-histamínicos, pero hay otro tipo de picor no relacionado con la histamina para el que no existen tratamientos efectivos, y para las personas afectadas resulta un problema devastador. 2- Al contrario de lo que se pensaba hasta el momento, el picor no es un dolor atenuado, ni sigue sus mismos circuitos. Zhou-Feng Chen de la Washington University in Sant Louis ha descubierto el primer gen relacionado específicamente con el picor. Los ratones mutantes que Zhou-Feng Chen creó sin el gen del receptor GRPR reaccionaban de manera normal al dolor, pero no sentían escozor, algo muy relevante para ciertos tratamientos con morfina que generan intensos picores como efecto secundario. Chen también inyectó un inhibidor del GRPR en ratones que recibían morfina, y comprobó el picor desaparecía sin que el tratamiento contra el dolor perdiera eficiencia. Este inhibidor del GRPR podría terminar generando un fármaco contra el picor.

Lo interesante del caso es también ver cómo está naciendo una nueva disciplina, y las herramientas que se desarrollan para poder investigarla. Robert LaMotte dijo “el picor está donde el dolor estaba en los años 60”, y presentó un modelo de ratón de laboratorio con el que se distingue perfectamente si está sufriendo picor o dolor. Por su parte Matthias Ringkamp utiliza una planta llamada Cowhage para reproducir los picores no inducidos por la histamina, y así comprobar que involucran a fibras nerviosas diferentes.

Siento decepcionaros tras semejante rollo, pero los principales expertos en picor no supieron responder a la pregunta de por qué rascarnos alivia temporalmente el escozor, ni porqué no podemos dejar de hacerlo. Sugirieron que una señal dolorosa sobre la zona podría silenciar los circuitos del picor, pero “continua siendo un misterio” confesó Zhou Feng-Chen.

Devolver la visión con terapia génica
Éste es uno de los anuncios que más me ha impactado. Mi impresión era que la terapia génica tuvo un boom hace varios años, pero debido a problemas y dificultades metodológicas estaba perdiendo interés.
La idea es reparar genes defectuosos en las zonas concretas del cuerpo que sea necesario, utilizando un promotor que los introduzca copias correctas en las células y las inserte en el lugar correcto de la cadena de ADN.
“La terapia génica es conceptualmente muy sencilla, pero muy difícil de realizar”, dijo Paul Sieving, director del Instituto Nacional del Ojo del NIH.

Pues bien, este mismo año un estudio clínico con terapia génica ha logrado mejorar la visión de tres adolescentes que sufrían un tipo ceguera causada por la mutación del gen RPE65, que codifica un enzima necesario para metabolizar la vitamina A. Los investigadores inyectaron directamente la versión correcta del gen RPE65 por debajo de su retina de los pacientes.“Representa uno de los grandes avances en medicina, y vuelve a poner a la terapia génica de actualidad”, añadió Sieving.
Dejadme añadir a mi que en el congreso casi todo son avances muy prometedores en ratitas, por lo que esta noticia me resultó más notoria.

El olor del amor
Quien primero abordó este asunto fue Hiroaki Matsunami de la Duke University, al presentar sus estudios sobre la Androstenona, un esteroide sexual que se segrega en la saliva y el sudor, pero que curiosamente no la pueden oler el 30% de las personas.
La mitad del 70% restante lo percibe como un olor agradable (en los tests la asocian a palabras como dulce, floral, vainilla…), mientras que para la otra mitad resulta molesta (la relacionan con sucia, sudor, orina…). Matsunami ha demostrado que esta diversidad está relacionado con las variantes de un gen que codifica al receptor olfativo OR7D4. Si tienes la variante “RT” del gen, olerás la androstenona sin problema y te resultará desagradable. Si tienes la variante “WM”, es más probable que no la huelas, pero si lo haces te resultará placentera.

Algunos científicos han sugerido que la androstenona actúa como una feromona (moléculas que percibe el olfato y regulan el apetito sexual), pero la responsabilidad que tienen en la conducta sexual humana está en entredicho. No en cambio en otros animales, y aquí llegó el turno de la investigadora de Harvard Catherine Dulac, experta en feromonas y en la acción del órgano vomeronasal (la zona del cerebro encargada de regular la percepción de las feromonas). Dulac presentó en una conferencia plenaria sus impactantes resultados :
Cuando inactivó el sistema olfativo de ratones macho, estos no se apareaban.
Cuando inactivó el órgano vomeronasal, se intentaban aparear sin distinguir entre hembras o machos. Pero además, y esto fue lo más sorprendente, empezaban a tener comportamientos femeninos: Dulac nos mostró un video en el que ratones machos primero construían un nido, y luego cogían cuidadosamente a sus crías para meterlas en él. Está bien documentado que este tipo de conducta maternal es exclusiva de las ratones hembras.
Cuando inactivó el órgano vomeronasal de las hembras, estas también dejaban de distinguir entre machos o hembras, y sin que todavía haya una explicación clara, aumentaba de manera considerable su apetito sexual y también realizaban comportamientos masculinos muy intensos. Es una lástima que no os pueda enseñar el video que Dulac nos mostró, en el que una hembra intentaba aparearse desesperadamente con un macho apoyando las patas en la espalda de su compañero, y realizando unos característicos movimientos repetitivos con la pelvis.
Más allá de la curiosidad, el trabajo de Catherine Dulac es relevante porque concluye que los cerebros no están diferenciados por sexos. Existen circuitos específicos de comportamientos masculinos y de comportamientos femeninos, pero ambos están presentes tanto en machos como hembras y simplemente el entorno puede activar unos u otros.
Dulac sugiere que esto tiene mucho sentido evolutivo, porque en ciertos momentos podría ser positivo que un mamífero adoptara actitudes propias del otro sexo.
Debo añadir que al salir de la conferencia dos neurocientíficos españoles que habían leído este blog me advirtieron cautelosos que se trataba de un trabajo controvertido, y que de ninguna manera se podía extrapolar a humanos.
Les contesté que estaba claro, pero que entonces Dulac no debería haber mostrado subliminalmente una foto de tres hombres con un bebé en brazos…

Quizás si habéis aguantado a leer un post como éste os pase lo mismo que a mi atendiendo con actitud de explorador a un congreso cuyo "resumen" para prensa de "hot topics" es de 593 páginas; que en lugar de cerrar interrogantes se os abran de nuevos. Mea culpa, pero en el fondo no me parece nada tan pernicioso… :)