2010 avanzó en biomedicina

Células madre

En octubre, 12 años después que se consiguieran aislar células madre embrionarias humanas por primera vez, se probó por primera vez una terapia derivada de estas células en seres humanos. La terapia, desarrollada por Geron, está diseñada para tratar lesiones de la médula espinal con una inyección de células neurales diferenciadas en el lugar de la lesión.

Como se trata del primer ensayo clínico de este tipo, Geron ha tenido que forjar un nuevo camino hacia adelante con la Administración de Alimentos y Medicamentos de los EE.UU., mientras la agencia decide cómo regular las terapias con células madre embrionarias y evalúa la seguridad de estas células. Inicialmente, la empresa obtuvo la aprobación para comenzar los ensayos clínicos el año pasado, pero unos meses más tarde, estos fueron puestos en espera porque los experimentos con animales planteaban nuevas cuestiones sobre la seguridad.

Una segunda empresa, Advanced Cell Therapeutics, obtuvo en noviembre la aprobación de la FDA para comenzar pruebas en humanos de su terapia derivada de células madre embrionarias para una forma hereditaria de ceguera.

Si bien estos dos ensayos en humanos marcan un gran avance en la investigación con células madre, un juez federal en Washington, DC, puede haber obligado el campo a dar un paso de gigante hacia atrás. En agosto, después de sólo 18 meses que el presidente Obama acabara con una orden ejecutiva de la administración de el presidente George W. Bush que limitaba el uso de fondos federales a un número predeterminado de líneas de células madre embrionarias, el juez Royce Lamberth sorprendió a la comunidad de células madre mediante la emisión de una orden judicial que bloqueó el uso de fondos federales para cualquier investigación con células madre embrionarias.

Los investigadores afirman que la decisión--aunque más adelante sea revertida--tendrá un efecto perjudicial en el campo, provocando el bloqueo de prometedoras investigaciones médicas que estaban ganando tracción. Todas las subvenciones que en proceso de evaluación en la agencia nacional de financiamiento más grande, los Institutos Nacionales de Salud (NIH, por sus siglas en inglés), que involucran células madre embrionarias humanas han quedado a la espera, mientras que la NIH y otras agencias del gobierno intentan conseguir que la orden sea revertida.

El gobierno federal apeló rápidamente la medida cautelar y un tribunal de apelaciones la suspendió temporalmente en septiembre y escuchó este mes la última ronda de argumentos del caso. No está claro con qué rapidez tomará una decisión el tribunal, o cuándo tomará una decisión final el juez Lamberth.

En un esfuerzo continuo para evitar las batallas éticas que han obstaculizado la investigación con células madre embrionarias, los científicos desarrollaron un nuevo método para la fabricación de células madre pluripotentes inducidas, que son tan flexibles como las células madre embrionarias, pero pueden ser creadas a partir de tejidos adultos sin necesidad de usar embriones. El nuevo método, desarrollado por Derrick Rossi y sus colaboradores de la Universidad de Harvard, es altamente eficiente y usa ARN en lugar de ADN para producir las cuatro proteínas necesarias para reprogramar la célula. La eliminación de la necesidad de utilizar ADN evita algunas de las preocupaciones en la creación de estas células, tales como el riesgo de provocar tumores.

Genómica

Este año, diez después de la finalización del Proyecto Genoma Humano, la secuenciación del genoma finalmente llegó a la práctica de la medicina. James Lupski, un médico-científico que sufre de una afección neurológica llamada Charcot-Marie-Tooth, encontró el origen de su enfermedad después de una investigación de 25 años mediante la secuenciación de su genoma completo. La investigación de Lupski fue la primera en mostrar cómo se puede utilizar la secuenciación de genoma completo para identificar la causa genética de la enfermedad de un individuo.

Los científicos también están usando la secuenciación para estudiar y tratar el cáncer, comparando los genomas de los tejidos sanos de un paciente con los de los tejidos tumorales para identificar los errores genéticos que permitieron a las células cancerosas crecer fuera de control. Steven Jones, Janessa Laskin y sus colaboradores de la British Columbia Cancer Agency utilizaron este enfoque para ayudar a seleccionar los fármacos más adecuados para un hombre que sufría de un adenocarcinoma poco frecuente. Elaine Mardis y sus colaboradores compararon la secuencia del genoma de un tumor primario y de un tumor metastásico de un mismo paciente para tratar de encontrar las mutaciones que permitieron a las células separarse de la ubicación original del cáncer y extenderse a través del cuerpo. Foundation Medicine, una startup con sede en Cambridge, Massachusetts, tiene como objetivo aprovechar estos resultados mediante la creación de una prueba de detección capaz de detectar variaciones en cientos de genes vinculados al cáncer.

Control cerebral

La optogenética--el uso de la luz para controlar neuronas genéticamente modificadas--se ha convertido rápidamente en uno de los campos más calientes de la neurociencia. Actualmente, se está utilizando tecnología optogenética en cientos de laboratorios de todo el mundo, facilitando a los científicos la obtención de conocimiento sobre el cerebro. Si bien el grueso de la investigación se centra en la ciencia básica, algunos proyectos publicados este año apuntan el camino hacia las aplicaciones clínicas. Un equipo de investigadores del Weill Cornell Medical College, en Nueva York, desarrolló una retina prostética más precisa para ratones ciegos que habían sido alterados genéticamente para expresar una proteína sensible a la luz en ciertas células de la retina. La terapia génica podría conseguir que algún día esto también fuera posible para los seres humanos.

Karl Deisseroth y sus colaboradores de Stanford utilizaron la tecnología optogenética para controlar el movimiento muscular en ratones modificados genéticamente para expresar una proteína sensible a la luz en su sistema nervioso periférico. Unos pequeños dispositivos LED implantables emiten pulsos de luz de un milisegundo hacia el nervio, provocando que los músculos de la pierna de los animales se contrajera. Los investigadores afirman que las contracciones provocadas por la luz imitaban la actividad muscular normal de una forma mucho más cercana que las contracciones provocadas mediante la administración de señales eléctricas directamente al nervio. Estos hallazgos podrían facilitar el desarrollo de dispositivos estimuladores de nervios que ayudarían a las personas paralizadas por lesiones de la médula espinal o a causa de alguna enfermedad.

Para utilizar la optogenética en el cerebro humano, los investigadores tienen que encontrar la manera de administrar luz bien adentro del cerebro. Medtronic, uno de los mayores fabricantes de dispositivos médicos del mundo, está trabajando en eso. Actualmente, la empresa fabrica estimuladores eléctricos cerebrales profundos, que están aprobados para el tratamiento del Parkinson y de otros trastornos neurológicos. Un dispositivo similar que administrara luz en lugar de electricidad podría ayudar a mejorar el diseño de los estimuladores cerebrales profundos, y eventualmente podrían incluso convertirse en una terapia en sí mismos.

Ed Boyden, uno de los creadores de la optogenética, apareció en el número de octubre deTechnology Review y en una columna en línea como autor invitado escribe más acerca de cómo la ciencia está cooptando con las ingeniosas soluciones de la naturaleza.

Biología Sintética

Por último, Craig Venter y sus colegas del Instituto Venter crearon vida. Con lo que supone la culminación de un proyecto de 15 años, los investigadores crearon un genoma sintético y a continuación lo usaron para reiniciar una célula microbiana.

Usando un método desarrollado en 2008, el equipo dirigido por el pionero de la genómica Craig Venter, sintetizó el genoma de una minúscula bacteria llamada Mycoplasma mycoides, que contiene poco más de un millón de pares de bases de ADN. A continuación, trasplantaron el genoma sintético a una bacteria relacionada, la Mycoplasma capricolum, en un proceso que habían perfeccionado anteriormente utilizando cromosomas no sintéticos.

Una vez que las células receptoras incorporaron el genoma sintético, éstas empezaron inmediatamente a llevar a cabo las instrucciones codificadas en el genoma. Las células sintetizaron exclusivamente proteínas de M. mycoides, y después de unas cuantas rondas de auto-replicación, todos los rastros de la especie receptora se habían extinguido.

Actualmente, Venter y sus colegas están trabajando con Novartis y los Institutos Nacionales de Salud para adaptar la tecnología para poder crear rápidamente vacunas contra nuevas cepas del virus de la gripe.