Què és la teràpia gènica?

En els darrers anys hem sentit a parlar sobre la teràpia gènica i el seu potencial. Però sabem ben bé què és o en què consisteix? En aquest article vull donar a conèixer aquesta  eina prometedora que pot curar algunes de les malalties que les teràpies amb medicaments convencionals no poden. Us parlaré dels seus enfocaments i també dels seus elements clau, on trobem els models animals.

INTRODUCCIÓ

Un clinical trial és un estudi clínic, és a dir, un estudi experimental que es realitza en pacients i subjectes sans per avaluar l’eficàcia i/o seguretat d’un o varis procediments terapèutics i, també, per conèixer els efectes produïts en l’organisme humà.

Des del primer clinical trial fet en humans el 1990, la teràpia gènica ha generat grans expectatives en la nostra societat. Després de més de 20 anys, hi ha molts protocols de teràpia gènica en estat de clínica.

Abans d’aplicar la teràpia gènica en humans és necessari fer estudis pre-clínics, s’han de fer investigacions in vitro o in vivo abans de provar els clinical trials en humans. L’objectiu d’aquests és protegir els humans dels efectes tòxics de les drogues que s’estudien.

Un element important dels estudis pre-clínics són els animals models. Primer s’han de fer tests amb animals petits com el ratolí. Si els resultats són satisfactoris, llavors es passa a animals més grans com els gossos. Finalment, si els estudis donen bons resultats es passa a animals superiors: primats o humans.

QUÈ ÉS LA TERÀPIA GÈNICA?

La teràpia gènica representa una eina prometedora per curar algunes malalties que amb drogues convencionals no es pot. Aquesta teràpia consisteix en transferir material genètic dins de cèl·lules o teixits per prevenir o curar malalties.

Inicialment la teràpia gènica es va establir per tractar pacients amb malalties hereditàries causades per un defecte genètic, però ara, actualment, molts dels esforços de la teràpia gènica estan focalitzats en curar malalties poligèniques o no hereditàries amb alta prevalença (Vídeo 1, en castellà).

Vídeo 1. Extracte del programa Redes (Tv2) on s’explica què és la teràpia gènica (Font: YouTube)

ENFOCAMENTS EN TERÀPIA GÈNICA

Hi ha dos tipus d’enfocaments en teràpia gènica (Figura 1):

• Teràpia gènica in vivo: introduir un gen terapèutic dins un vector que és administrat directament al pacient. El vector transferirà el gen d’interès en el teixit estimat per produir la proteïna terapèutica.
• Teràpia gènica ex vivo: transferir el vector que porta el gen terapèutic a cèl·lules cultivades del pacient. Després, aquestes cèl·lules genèticament modificades són reintroduïdes al pacient on expressaran la proteïna terapèutica.

Figura 1. In vivo: el gen terapèutic és inserit al vector, que serà l’encarregat de transportar-lo al teixit diana (ex: fetge) a través d’una injecció. Ex vivo: s’extreu una mostra de cèl·lules del pacient per cultivar-les i modificar-les genèticament. Un cop fet això es tornen a reintroduir al pacient (Font: CliniGene – Gene Therapy European Network)

ASPECTES CLAUS DE LA TERÀPIA GÈNICA

Quan dissenyem un enfocament de teràpia gènica hi ha alguns aspectes claus a tenir en compte:

1/ GEN TERAPÈUTIC

És el gen d’interès que és introduït a l’organisme per contrarestar la malaltia. Per una banda, per malalties causades per la pèrdua o disfunció d’una sola proteïna, el gen que es transfereix és fàcilment identificable, sent només una còpia correcta del gen la que causa la disfunció. Per altra banda, per malalties amb origen més complex, l’elecció del gen terapèutic és més complicada i s’hauran de fer més estudis per conèixer bé la malaltia.

2/ VECTOR

És el vehicle per el qual el gen d’interès és transportat a les cèl·lules diana. El vector perfecte hauria de ser transferit a les cèl·lules diana sense activar la resposta immunitària ja sigui en contra d’ell mateix o del gen terapèutic. Per ara no existeix un vector universal per tractar qualsevol malaltia.

2.1/ VECTORS VIRALS

Aquest tipus de vectors deriva dels virus, però això no és un problema perquè molts o tots els gens virals són reemplaçats pel gen terapèutic. Això significa que els vectors virals no causen malalties patogèniques perquè el gen és eliminat.

2.2/ VECTORS NO VIRALS

Aquest tipus de vectors no deriva dels virus, però el gen terapèutic forma part d’un plàsmid.

3/ CÈL·LULES DIANA

Qualsevol cèl·lula que tingui un receptor específic per un antigen o anticòs, hormona, droga… El gen terapèutic ha de ser dirigit a les cèl·lules diana d’un teixit específic.

4/ VIES D’ADMINISTRACIÓ

El gen terapèutic ha de ser administrat a través de la via més apropiada. El tipus de via dependrà, igual que el vector, del teixit diana, l’òrgan a manipular o de la malaltia a tractar.

5/ MODELS ANIMALS

Són utilitzats per veure què passa en un organisme viu. S’utilitzen principalment en la investigació per aconseguir el progrés dels coneixements científics, ja que molts processos cel·lulars bàsics són els mateixos en tots els animals i així es pot entendre el que li passa al cos quan té un defecte; com a models per a l’estudi d’una malaltia, perquè els éssers humans i els animals comparteixen moltes malalties i permeten saber com respon el sistema immunològic; per desenvolupar i provar mètodes potencials del tractament, sent una part essencial de l’aplicació de la investigació biològica a problemes mèdics reals i que permeti la identificació de noves dianes per a la intervenció de la malaltia; i, finalment, per protegir la seguretat de les persones, animals i el medi ambient, els investigadors han mesurat els efectes del compost beneficiosos i nocius en l’organisme, la identificació de possibles problemes i determinar l’administració de la dosi.

La disponibilitat de models animals és clau per fases preclíniques, ja que permet l’avaluació exhaustiva de la seguretat i l’eficàcia dels protocols de teràpia gènica abans de qualsevol assaig clínic humà.

En un futur pròxim, la teràpia gènica serà una efectiva alternativa als esforços farmacològics i permetrà el tractament de moltes malalties en les que ara mateix el tractament farmacològic sol no és adequat. Així, la teràpia gènica és una eina terapèutica que ens ofereix un nombre il·limitat de possibilitats per aconseguir i desenvolupar teràpies millors i més efectives per a malalties que abans eren incurables.

REFERÈNCIES

• Ramos Muntada M. “Animal Models for Gene Therapy of Glycogenosis” Treball Final de Grau. UAB, Grau en Genètica 2015
• Bosch F, Roca C, Anguela X and Ruzo A. “Gene Therapy, a new tool to cure human diseases” CliniGene-NoE. CBATEG-UAB 2011, CliniGene – Gene Therapy European Network
• Gene Therapy Technology Explained
• Australian Clinical Trials
• Foto portada: Genetic Literacy Project

Flors amb turbant, la febre de les tulipes

Amb l’arribada de la primavera molts de vosaltres haureu gaudit dels colors tan macos que tenen les flors de les plantes que ja han florit. Aquesta vegada justament us vull parlar d’una de les flors més vistoses, senzilles, però meravelloses que segurament ja haureu tingut l’oportunitat d’observar en molts jardins o en la natura. Es tracta de la tulipa. A més d’introduir-vos aquesta planta, en aquest article també us faré una descripció més detallada de les seves parts. Crec que és un bon cas per començar a introduir vocabulari, degut a que la seva estructura és bastant clara i simple. Per tant, si esteu interessats en aprendre un vocabulari més tècnic, ara tindreu l’oportunitat. Però, no penseu que només parlaré dels aspectes tècnics, per que també podreu conèixer la història que les tulipes porten al darrera, i, com veureu, aquestes flors van causar una bona febre!

Imatge artística de diferents tulipes (Foto de Adriel Acosta).

 INTRODUCCIÓ

Les tulipes (Tulipa sp.), flors que quan són tancades tenen forma de turbant, són unes de les plantes més populars i conegudes des de fa segles degut al seu alt interès ornamental.

El seu gènere està distribuït per l’Àsia central i occidental, per la Mediterrània i per Europa. Se sap que el seu origen es troba al centre d’Àsia i des d’allà s’ha anat expandint tant de forma natural com per accions antròpiques. I, tot i que es coneixen aproximadament unes 150 espècies a la natura, la intervenció de l’home ha fet augmentar molt la llista d’espècies. Ocasionades tant per hibridacions (forçant la descendència de dues espècies d’interès) com per millora genètica (seleccionant els individus fills que més valor tenen).

Cultiu de tulipes a Amsterdam (Foto de Rob Young). 

 LA FEBRE DE LES TULIPES

Com ja s’ha esmentat anteriorment, les tulipes són de les plantes més utilitzades en ornamentació, tant en decoracions com en jardineria. I tot i que el cultiu d’aquestes flors és ben antic, el boom a Europa es va donar al segle XVII. Originant el que es conegué com a tulipomania o febre de les tulipes. En aquells moments, especialment als Països Baixos i a França, es despertà un alt interès pel cultiu d’aquestes plantes. La febre va ser tan gran que la gent va arribar a vendre possessions de tota mena per tal de comprar bulbs de tulipes, arribant fins i tot a vendre els bens més apreciats com la casa o animals de granja.

La causa d’això s’origina a Holanda, on en aquells moments ja es venien els bulbs de tulipes d’un únic color. Però, després van aparèixer els bulbs d’orient que originaven flors de diversos colors barrejats entre ells i que resultaren molt atractius. Tot i que es desconeixia la causa, es sabia que si es tocaven els bulbs de les flors d’un sòl color amb els bulbs de les flors amb varis colors, aquests primers es transformaven. Això va fer que el preu de les tulipes comences a augmentar i poc després es va provocar la primera bombolla especulativa de la història.

Ara se sap que la causa es deguda a un virus que es transmet d’uns bulbs a uns altres; aquest virus es coneix com Tulip breaking virus.

Aquarel•la anònima del segle XVII de “Semper Augustus”, una de les tulipes més famoses, venuda a preu rècord als Països Baixos (Imatge de domini públic).

CARACTERÍSTIQUES MORFÒLOGIQUES

 La planta

Les tulipes són geòfits, és a dir, consten d’òrgans de resistència sota terra per a sobreviure durant l’època desfavorable, l’hivern. Aquests òrgans són els bulbs, els quals s’han utilitzat per a fer cultius i per a conservar aquestes plantes.

 Les seves fulles són linears o linear-lanceolades, és a dir, són llargues i estretes i acaben en pic. Tenen nervació paral·lela, un nervi al costat del altre i amb el mateix sentit. La disposició de les fulles acostuma a ser en roseta basal: això vol dir que les fulles neixen aglomerades a la part baixa de la planta, per sobre del bulb, i en un mateix nivell. Tot i que a vegades també es poden observar algunes fulles al llarg de la tija, les caulinars. Aquestes són sèssils, sense pecíol, i envolten una mica la tija.

 Per a cultivar les tulipes, es poden utilitzar tant els bulbs com els fruits. En aquest cas parlem de càpsules, uns fruits secs, que s’obren gràcies a unes valves. Al principi les llavors estan enganxades al interior d’aquestes càpsules i després es van alliberant i repartint per l’entorn.

Tulipa (Foto de Adriel Acosta).

 Les flors

Les tulipes apareixen als primers mesos de la primavera, és a dir, fan floració primerenca. Això és degut a que són plantes adaptades a climes mediterranis secs o bé a zones molt fredes.

Com em vist, les flors són solitàries o bé apareixen fins a 3 reunides en una mateixa tija. A més, són generalment grans i vistoses, hermafrodites, per tant, tenen òrgans reproductors tan masculins com femenins, i són actinomorfes, és a dir, poden ser dividides simètricament per més de dos plans de simetria.

Aquestes flors consten de 3 tèpals interns i 3 externs lliures entre ells, sense estar units o soldats. Parlem de tèpals quan els sèpals (peces del calze) i els pètals (peces de la corol·la) són similar entre ells. En aquest cas són tèpals petaloides, ja que adopten colors i formes típics dels pètals.

A la part interna de la flor podem observar 6 estams repartits equitativament en 2 verticils, tot i que com aquests dos verticils estan molt junts entre ells, sembla que els estams neixin d’un mateix punt. I just al centre, envoltat per aquests estams, hi ha el gineceu, la part femenina de la flor. Aquest gineceu consta del seu ovari i de 3 estigmes units a aquest directament. Els estigmes són la part del òrgan reproductor femení on ha d’arribar el pol·len per tal de fecundar els ovaris.

Parts de la flor d’una tulipa: 1. Sèpal, 2. Pètal, 3. Estam, 4. Òrgan reproductor femení (ovari i 3 estigmes) (Foto de Adriel Acosta).

 Com heu vist en aquest article, moltes de les flors tenen històries ben curioses i han causat impacte en la nostre societat. A més, heu pogut observar amb detall les parts de la flor de la tulipa. Un cop més, espero que us hagi agradat.

REFERÈNCIES

• A. Aguilella & F. Puche. 2004. Diccionari de botànica. Col·leció Educació. Material. Universitat de València: pp. 500.
• Bolòs, J. Vigo, R. M. Masalles & J. M. Ninot. 2005. Flora manual dels Països catalans. 3ed. Pòrtic Natura, Barcelona: pp. 1310.
• Apunts de Fanerògames i de Fisiologia Vegetal Aplicada, Grau de Biologia Ambiental, UAB
• F. Schiappacasse. Cultivo del tulipan. http://www2.inia.cl/medios/biblioteca/seriesinia/NR21768.pdf
• Fundación para la Innovación Agraria; Ministerio de Agricultura. 2008. Resultados y Lecciones en Tulipán. Proyecto de Innovación en XII Región de Magallanes. Flores y FOllajes/ Flores de corte (11).