¿Qué es la terapia génica?

En los últimos años hemos oído hablar de la terapia génica y su potencial. ¿Pero sabemos bien qué es o en qué consiste? En este artículo quiero dar a conocer esta herramienta prometedora que puede curar algunas de las enfermedades que las terapias con medicamentos convencionales no pueden. Os hablaré de sus enfoques y también de sus elementos clave, donde encontramos los modelos animales.

INTRODUCCIÓN

Un clinical trial es un estudio clínico, es decir, un estudio experimental que se realiza en pacientes y sujetos sanos para evaluar la eficacia y/o seguridad de uno o varios procedimientos terapéuticos y, también, para conocer los efectos producidos en el organismo humano.

Desde el primer clinical trial hecho en humanos el 1990, la terapia génica ha generado grandes expectativas en nuestra sociedad. Después de más de 20 años, hay muchos protocolos de terapia génica en estado de clínica.

Antes de aplicar la terapia génica en humanos es necesario hacer estudios preclínicos, se tienen que hacer investigaciones in vitro o in vivo antes de probar los clinical trial en humanos. El objetivo de éstos es proteger a los humanos de los efectos tóxicos de las drogas que se estudian.

Un elemento importante de los estudios preclínicos son los animales modelos. Primeramente se tienen que hacer estudios con animales pequeños como el ratón. Si los resultados son satisfactorios, entonces se pasa a animales más grandes como los perros. Finalmente, si los estudios dan buenos resultados se pasa a animales superiores: primates o humanos.

¿QUÉ ES LA TERAPIA GÉNICA?

La terapia génica representa una herramienta prometedora para curar algunas enfermedades que con drogas convencionales no se puede. Esta terapia consiste en transferir material genético dentro de células o tejidos para prevenir o curar enfermedades.

Inicialmente la terapia génica se estableció para tratar pacientes con enfermedades hereditarias causadas por un defecto genético, pero ahora, actualmente, muchos de los esfuerzos de la terapia génica están focalizados en curar enfermedades poligénicas o no hereditarias con alta prevalencia (Video 1).

Video 1. Extracto del programa Redes (Tv2) donde se explica qué es la terapia génica (Fuente: YouTube)

ENFOQUES EN TERAPIA GÉNICA

Hay dos tipos de enfoques en terapia génica (Figura 1):

• Terapia génica in vivo: introducir un gen terapéutico dentro de un vector que es administrado directamente al paciente. El vector transferirá el gen de interés en el tejido estimado para producir la proteína terapéutica.
• Terapia génica ex vivo: transferir el vector que lleva el gen terapéutico a células cultivadas del paciente. Después, estas células genéticamente modificadas son reintroducidas al paciente donde expresaran la proteína terapéutica.

Figura 1. In vivo: el gen terapéutico es insertado al vector, que será el encargado de transportalo al tejido diana (ej: hígado) a través de una inyección. Ex vivo: se extrae una muestra de células del paciente para cultivarlas y modificarlas genéticamente. Una vez hecho esto, se vuelven a reintroducir al paciente (Fuente: CliniGene – Gene Therapy European Network)

ASPECTOS CLAVE DE LA TERAPIA GÉNICA

Cuando diseñamos un enfoque de terapia génica hay algunos aspectos clave a tener en cuenta:

1/ GEN TERAPÉUTICO

Es el gen de interés que es introducido en el organismo para contrarrestar la enfermedad. Por un lado, para enfermedades causadas por la pérdida o disfunción de una sola proteína, el gen que se transfiere es fácilmente identificable, siendo sólo una copia correcta del gen la que causa la disfunción. Por otro lado, para enfermedades con origen más complejo, la elección del gen terapéutico es más complicada y se tendrán que hacer más estudios para conocer bien la enfermedad.

2/ VECTOR

Es el vehículo por el cual el gen de interés es transportado a las células diana. El vector perfecto tendría que ser transferido a las células diana sin activar la respuesta inmunitaria, ya sea en contra de él mismo o del gen terapéutico. Por ahora no existe un vector universal para tratar cualquier enfermedad.

2.1/ VECTORES VIRALES

Este tipo de vectores deriva de los virus, pero esto no es un problema porque muchos o todos los genes virales son reemplazados por el gen terapéutico. Esto significa que los vectores virales no causan enfermedades patogénicas porque el gen es eliminado.

2.2/ VECTORES NO VIRALES

Este tipo de vectores no deriva de los virus, pero el gen terapéutico forma parte de un plásmido.

3/ CÉLULAS DIANA

Cualquier célula que tenga un receptor específico para un antígeno o anticuerpo, hormona, droga… El gen terapéutico tiene que ser dirigido a las células diana de un tejido específico.

4/ VÍAS DE ADMINISTRACIÓN

El gen terapéutico tiene que ser administrado a través de la vía más adecuada. El tipo de vía dependerá, igual que el vector, del tejido diana, el órgano a manipular o de la enfermedad a tratar.

5/ MODELOS ANIMALES

Son utilizados para ver qué pasa en un organismo vivo. Se utilizan principalmente en la investigación para conseguir el progreso de los conocimientos científicos, ya que muchos procesos celulares básicos son los mismos en todos los animales y, así, se puede entender lo que le pasa al cuerpo cuando tiene un defecto; como modelos para el estudio de una enfermedad, porque los seres humanos y los animales comparten muchas enfermedades y permiten saber cómo responde el sistema inmunológico; para desarrollar y probar métodos potenciales del tratamiento, siendo una parte esencial de la aplicación de la investigación biológica a problemas médicos reales y que permite la identificación de nuevas dianas para la intervención de la enfermedad; y, finalmente, para proteger la seguridad de las personas, animales y el medio ambiente, los investigadores han mesurado los efectos del compuesto beneficiosos y nocivos en el organismo, la identificación de posibles problemas y determinar la administración de la dosis.

La disponibilidad de modelos animales es clave en fases preclínicas, ya que permite la evaluación exhaustiva de la seguridad y la eficacia de los protocolos de terapia génica antes de cualquier ensayo clínico humano.

En un futuro próximo, la terapia génica será una alternativa eficaz a los esfuerzos farmacológicos y permitirá el tratamiento de muchas enfermedades en las que ahora mismo el tratamiento farmacológico no es adecuado. Así, la terapia génica es una herramienta terapéutica que nos ofrece un nombre ilimitado de posibilidades para conseguir y desarrollar terapias mejores y más efectivas para enfermedades que antes eran incurables.

REFERENCIAS

• Ramos Muntada M. “Animal Models for Gene Therapy of Glycogenosis” Trabajo Final de Grado. UAB, Grado en Genética 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

Flores con turbante, la fiebre de los tulipanes

Con la llegada de la primavera muchos de vosotros habréis disfrutado de los colores tan bonitos que tienen las flores de las plantas que ya florecieron. Esta vez justamente os voy hablar de una de las flores más vistosas, sencillas, pero maravillosas que seguramente ya habréis tenido la oportunidad de observar en muchos jardines o en la naturaleza. Se trata del tulipán. Además de introduciros esta planta, en este artículo os haré una descripción más detallada de sus partes. Creo que es un buen caso para comenzar a introducir vocabulario, debido a que su estructura es bastante clara y simple. Por lo tanto, si estáis interesados en aprender un vocabulario más técnico, ahora tendréis la oportunidad. Pero, no penséis que solo hablaré de los aspectos más técnicos, porque también podréis conocer la historia los tulipanes tienen detrás, y, como veréis, estas flores causaron ¡una buena fiebre! 

Imagen artística de diferentes tulipanes (Foto de Adriel Acosta).

 INTRODUCCIÓN

Los tulipanes (Tulipa sp.), flores que cuando se cierran tienen forma de turbante, son unas plantas muy populares y conocidas desde hace muchos siglos debido a su alto interés ornamental.

Su género está distribuido por el Asia central y occidental, por la Mediterránea y por Europa. Se sabe que su origen se encuentra en el centro de Asia y desde allí se han expandido tanto de forma natural como por acciones antrópicas. Y, aunque se conocen aproximadamente 150 especies en la naturaleza, la intervención del hombre ha aumentado mucho la lista de especies. Ocasionadas tanto por hibridación  (forzando la descendencia de dos especies de interés) como por mejora genética (seleccionando los individuos hijos que más valor tienen).

Cultivo de tulipanes en Ámsterdam (Foto de Rob Young). 

 LA FIEBRE DE LOS TULIPANES

Como ya se ha comentado anteriormente, los tulipanes son de las plantas más utilizadas en ornamentación, tanto en decoraciones como en jardinería. Y aunque el cultivo de estas flores es bien antiguo, el boom en Europa ocurrió durante el siglo XVII. Dando pie a lo que se conoce como tulipomanía o fiebre de los tulipanes. En aquellos momentos, especialmente en los Países Bajos y en Francia, se despertó un alto interés por el cultivo de estas plantas. La fiebre fue tan grande que la gente vendía bienes de toda clase para comprar bulbos de tulipanes, llegando incluso a vender los bienes más preciados como la casa o animales de granja.

La causa de esto se originó en los Países Bajos, donde en aquellos momentos ya se vendía el bulbo de tulipán de un único color. Pero, después aparecieron los bulbos de oriente que daban pie a flores con colores jaspeados, los cuales resultaron muy atractivos. Aunque se desconocía la causa, se sabía que si se tocaban los bulbos de un único color con los bulbos de las flores jaspeadas, estos primeros se transformaban en bulbos jaspeados. Esto hizo que el precio de los tulipanes comenzara aumentar y poco después se provocó la primera burbuja especulativa de la historia.

Ahora se sabe que la causa es debida a un virus que se transmite de unos bulbos a otros; este virus se conoce como Tulip breaking virus.

Acuarela anónima del siglo XVII de “Semper Augustus”. Representación de uno de los tulipanes más populares que se vendió a precio récord en los Países Bajos (Imagen de domino público).

CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS

 La planta

 Los tulipanes son geófitos, es decir, tienen órganos de resistencia debajo de la tierra para poder sobrevivir durante la época desfavorable, el inverno. Estos órganos son los bulbos, los cuales se han utilizado en los cultivos para conservar estas plantas.

 Sus hojas son lineales o lineal-lanceoladas, es decir, son alargadas y estrechas y acaban en pico. Tienen nerviación paralela, un nervio al lado del otro y con el mismo sentido. La disposición de las hojas suele ser en roseta basal: esto quiere decir que las hojas nacen aglomeradas en la parte baja de la planta, por encima del bulbo, y en un mismo nivel. Aunque a veces también se pueden observar algunas hojas a lo largo del tallo, las caulinares. Estas son sésiles, sin peciolo, y envuelven un poco el tallo.

Para cultivar los tulipanes, se pueden utilizar tanto los bulbos como los frutos. En este caso hablamos de cápsulas, unos frutos secos, que se abren gracias a unas valvas. Al principio las semillas están enganchadas en el interior de estas cápsulas y después se van liberando y repartiendo por el entorno.

Tulipán (Foto de Adriel Acosta).

 Las flores

Los tulipanes aparecen en los primeros meses de la primavera, por lo tanto hacen floración primaveral. Esto es debido a que son plantas adaptadas a climas mediterráneos secos o bien a zonas frías.

Como hemos visto, las flores son solitarias o bien aparecen hasta 3 reunidas en un mismo tallo. Además, son generalmente grandes y vistosos, hermafroditas, por lo tanto, tienen órganos reproductores tanto masculinos como femeninos, y son actinomorfos, es decir, pueden ser divididos simétricamente por más de dos planos de simetría.

Estas flores constan de 3 tépalos internos y 3 externos libres entre ellos, sin estar unidos o fusionados. Hablamos de tépalos cuando los sépalos (piezas del cáliz) y los pétalos (piezas de la corola) son similares entre ellos. En este caso son tépalos petaloides, ya que adoptan colores y formas típicas de los pétalos.

En la parte interna de la flor podemos ver 6 estambres repartidos equitativamente en 2 verticilos, aunque al estar estos dos muy juntos entre ellos, parece que nazcan de un mismo punto. Y justo en el centro, rodeado por estos estambres, hay el gineceo, la parte femenina de la flor. Este gineceo consta de su ovario y de 3 estigmas unidos a este directamente. Los estigmas son la parte del órganos reproductor femenino donde tiene que llegar el polen para fecundar los ovarios.

Partes de la flor de un tulipán: 1. Sépalo, 2. Pétalo, 3. Estambre, 4. Órgano reproductor femenino (ovario y 3 estigmas) (Foto de Adriel Acosta).

 Como habéis visto en este artículo, muchas de las flores tienen historias bien curiosas y han causado gran impacto en nuestra sociedad. Además, habéis podido observar con detalle las partes de la flor de la tulipa. Una vez más, espero que os haya gustado.

REFERENCIAS

• 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.
• Apuntes de Fanerógamas y de Fisiología Vegetal Aplicada, Grado de Biología 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).