En este fragmento del artículo Búsqueda de genes para el diseño de nuevas medicinas, el autor plantea el objetivo principal de sus investigaciones: dilucidar cuáles son los genes que se expresan en los tejidos sanos y cuáles en los enfermos. Puesto que el mal funcionamiento de los genes causa numerosas enfermedades, si éstos se detectaran cabría la posibilidad de desarrollar nuevas estrategias y fármacos eficaces contra ellas.
Fragmento de Búsqueda de genes para el diseño de nuevas medicinas.
De William A. Haseltine.
La mayoría de los lectores están familiarizados con la idea de que un gen es algo que transmite caracteres hereditarios de una generación a la siguiente. Lo que quizá no sepan es que la causa de la mayoría de las enfermedades, no sólo las hereditarias, se debe a un mal funcionamiento de los genes. En el cáncer, aterosclerosis, osteoporosis, artritis y enfermedad de Alzheimer, por ejemplo, se producen cambios específicos en las actividades de ciertos genes. Las enfermedades infecciosas suelen también provocar la activación de algunos genes del sistema inmunitario del paciente. Por último, la acumulación de daños en los genes, como resultado de toda una vida de exposición a radiaciones ionizantes y agentes químicos dañinos, guarda probable relación con cambios que se producen durante el envejecimiento.
Si supiéramos cuándo y en qué parte del cuerpo humano se activan los genes, razonamos unos colegas y yo hace algunos años, podríamos aplicar esos conocimientos para predecir, prevenir, tratar y curar enfermedades. Cuando un gen se activa, o se "expresa", como dicen los genéticos, la secuencia de unidades químicas, o bases, de su ADN dicta las órdenes necesarias para fabricar una proteína específica. Las proteínas dirigen todas las funciones celulares. Actúan como componentes estructurales, como catalizadores que llevan a cabo los múltiples procesos químicos de la vida y como elementos de control que regulan la reproducción y especialización celular, así como la actividad fisiológica en todos sus niveles. El desarrollo de un ser humano desde un huevo fecundado hasta el adulto maduro es, en última instancia, el resultado de una serie de cambios ordenados en el patrón de expresión génica en los diferentes tejidos.
Saber cuáles son los genes que se expresan en los tejidos sanos y enfermos nos permitiría, por un lado, identificar las proteínas necesarias para el normal funcionamiento de los tejidos y, por otro, conocer las alteraciones que se producen en las enfermedades. Podríamos, por tanto, desarrollar nuevas estrategias para el diagnóstico de algunas enfermedades y crear fármacos capaces de modificar la actividad de las proteínas o genes afectados. Algunas de las proteínas y genes que identificásemos podrían también utilizarse por otros investigadores. Lo que estábamos imaginando venía a ser una suerte de anatomía molecular.
Teníamos claro desde el principio el enorme trabajo que supondría identificar todos los genes que se expresan en cada uno de los muchos tipos de tejidos del cuerpo. Una célula humana encierra unos 100.000 genes, de los cuales sólo una pequeña fracción (unos 15.000) se expresa en cada tipo de célula, si bien los genes que se expresan varían de un tipo celular a otro. Por esa razón, centrarse sólo en uno o dos tipos celulares no nos revelaría qué genes se están expresando en el resto del cuerpo. Teníamos que estudiar también tejidos en todos los estadios del desarrollo humano. Además, para identificar los cambios de expresión génica que contribuyen a las enfermedades, deberíamos analizar tejidos procedentes de individuos enfermos y de individuos sanos.
Para nuestra fortuna, los avances de la técnica habían facilitado este tipo de trabajo. Se puede conocer con cierta facilidad qué genes se expresan en determinado tejido. La estrategia diseñada por nosotros permite, además, identificar con gran rapidez genes de interés clínico. Fijémonos, por ejemplo, en la aterosclerosis. Esta enfermedad común se caracteriza por la acumulación de una sustancia grasa, denominada placa, en la luz de las arterias, principalmente en las que alimentan el corazón. Con nuestra estrategia podemos generar una lista de los genes que se expresan en las arterias normales y saber cuánto se expresa cada uno de ellos. Podemos comparar esa lista con otra similar obtenida de pacientes con aterosclerosis. Las diferencias entre las listas nos revelarán los genes (y por tanto las proteínas) implicados en la enfermedad. Nos indicarán también qué efecto ha ejercido la enfermedad sobre la expresión de los genes, si la ha reforzado o disminuido. Los investigadores pueden entonces producir, in vitro, las proteínas humanas determinadas por esos genes.
Una vez sintetizada la proteína en su forma pura, se prepara un ensayo para detectar la presencia de la misma en un paciente. Por seguir con el ejemplo, un ensayo que detectara la sobreproducción de una proteína presente en las placas pondría de manifiesto uno de los signos tempranos de la aterosclerosis, cuando los tratamientos son más eficaces. Además, los farmacólogos pueden utilizar las proteínas purificadas para fabricar nuevos fármacos. Un compuesto químico que inhiba la producción de una proteína presente en una placa puede considerarse un fármaco contra la aterosclerosis.
Nuestra aproximación, que yo denomino genómico-médica, se sale un tanto de las principales corrientes de investigación en genética humana. Son muchos los expertos enrolados en el Proyecto Genoma Humano, un empeño internacional dirigido a descubrir la secuencia completa de bases químicas del ADN humano. Esta información, de gran valor para los estudios evolutivos y de expresión génica, resultará especialmente útil para las investigaciones sobre enfermedades hereditarias. Sin embargo, el proyecto genoma no es el camino más rápido de descubrir genes, ya que la mayoría de las bases que integran el ADN no forman parte de los genes propiamente dichos. Tampoco pondrá de manifiesto el proyecto genoma qué genes están implicados en enfermedades.
Fuente: Haseltine, William A. Búsqueda de genes para el diseño de nuevas medicinas. Investigación y Ciencia. Barcelona: Prensa Científica, mayo, 1997.
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