Biotecnología y Genética.
Posibles herramientas de detección y tratamientos futuros del alzheimer.
Still Alice,De Lice Genova.
Antecedentes.
Más de 50 millones de personas en todo el mundo sufren de enfermedad de Alzheimer (EA). Cada minuto se diagnostica un nuevo caso de EA, y se espera superar los 100 millones de afectados antes de 2030.
La EA progresa silenciosa e imparable durante décadas. La beta amiloide y las neurofribillas – características patológicas de la EA – se acumulan durante más de 20 años antes de la aparición de los primeros síntomas de demencia. A pesar de que la EA es una vieja conocida, siguen sin existir tratamientos que bloqueen el progreso de la EA y, qué la causa, pero sobretodo, cómo detener su avance, siguen siendo preguntas sin respuesta.
Actualmente, entendemos que la EA es consecuencia de la combinación de factores genéticos y no genéticos. La carga genética predispone a la EA, y el modo de vida, dieta, y envejecimiento – entre otros – modulan el riesgo a sufrir la enfermedad. Identificar qué variantes genéticas y qué factores ambientales están implicados en la enfermedad puede ser, por tanto, crucial para desarrollar terapias más eficaces contra la EA.
Genética dentro de la batalla.
Recientemente, combinando los GWAS y los EWAS, se ha observado que la genética y la epigenética no son totalmente independientes. Ciertos patrones epigenéticos tienden a correlacionar con la presencia de SNPs concretos (en inglés, methylation quantitative trait loci, mQTLs), lo que permite la utilización de los GWAS para aumentar la potencia estadística. Estos SNPs, o mQTLs, parecen conferir riesgo a diferentes enfermedades neurológicas, incluyendo esquizofrenia, trastorno obsesivo-compulsivo y trastorno bipolar, pero hasta la fecha, no han sido asociados con la EA.
Nos interesamos por esta última posibilidad y reanalizamos dos EWAS previos bajo esta nueva perspectiva. Observamos que solo un gen, PM20D1, el cual había sido descrito como mQTL (Heyn et al., 2013), mostraba un aumento consistente de metilación del ADN en los dos estudios. Confirmamos esta observación utilizando un meta-análisis que incluía todos los EWAS disponibles hasta la fecha: las muestras de EA mostraban una mayor metilación del ADN en el gen PM20D1. Seguidamente, identificamos qué SNPs correlacionaban con la metilación del ADN de PM20D1, y comprobamos que estos SNPs/mQTLs, estaban también sobrerrepresentados en las muestras de EA en GWAS previos, confirmando, con diferentes técnicas, aproximaciones, y cohortes, la asociación de PM20D1 con la EA.
CRISPR un nuevo camino para la humanidad
Probablemente se habrá enterado de la enorme polémica que se generó la semana pasada en torno al experimento de un investigador chino que afirma haber creado dos gemelas cuyos genomas han sido editados mediante CRISPR para protegerlas frente al VIH ,pero China no es el único país que está llevando a cabo investigaciones para mejorar la próxima generación de seres humanos , el médico y científico especializado en fecundación in vitro (FIV) Werner Neuhausser del Instituto de Células Madre de la Universidad de Harvard (EE.UU.) afirma que va a empezar a utilizar la herramienta de edición genética CRISPR para alterar el ADN en espermatozoides.
Su objetivo consiste en demostrar si es posible crear bebés con un riesgo muy reducido de desarrollar la enfermedad de Alzheimer más tarde en su vida (
aquí no habría embriones involucrados ni sería un intento de hacer un bebé. Al menos, no de momento).
Sin embargo, el objetivo final del proyecto es similar al del experimento chino plantea la misma pregunta fundamental: ¿la sociedad está dispuesta a permitir el nacimiento de niños con genes modificados para prevenir enfermedades?
Médico y científico de FIV Werner Neuhausser .actual explorador de las aplicaciones en la edición genética en espermatozoides.
Crédito: Werner Neuhausser.
El proyecto de Harvard
la edición de la línea germinal se podría usar, y que posiblemente debería usarse, para dar forma a la salud de los niños del mañana. Al editar las células germinales, será posible eliminar las mutaciones responsables de enfermedades como el cáncer infantil y la fibrosis quística. Otras modificaciones genéticas podrían proteger a los niños frente a otras dolencias comunes. En la lista de Daley de los genes que podrían ser aceptables para editar figura el CCR5, el mismo gen que He había modificado en las gemelas.
Neuhausser, un médico austriaco especializado en fertilidad que fue a Estados Unidos para realizar su investigación y prácticas en Boston IVF, predice que, en pocos años, los embriones serán analizados en profundidad, seleccionados y, en algunos casos, editados con CRISPR antes de ser transferidos para generar un embarazo. El experto predice: «En el futuro, las personas irán a las clínicas, secuenciarán sus genomas y tendrán el bebé más sano posible. Creo que todo el campo pasará de la fertilidad a la profilaxis de la enfermedad», es decir, a su prevención.
Innovación en edición genética.
Para alterar el ADN de los espermatozoides, el equipo está utilizando una nueva versión inteligente de CRISPR llamada edición de bases (o CRISPR 2.0), desarrollada por el también científico de Harvard David Liu. En vez de romper la doble hélice, esta técnica puede intercambiar una única letra del ADN, por ejemplo, cambiar una G por una A. Una simple edición como esta sería suficiente para convertir la versión más peligrosa del gen ApoE en la menos peligrosa.
El potencial de salvar a la humanidad
Junto con Boston IVF, Neuhausser ha encuestado a cientos de médicos y pacientes sobre el tema. Según sus resultados, «casi todos están de acuerdo cuando se aplica para tratar o prevenir enfermedades«, es decir, están a favor.
Las personas se oponen a otro tipo de modificaciones genéticas para mejorar la especie, como las que aumentarían la altura o permitirían elegir el color de ojos de los futuros bebés son otro tema, «Como cualquier tecnología, habrá usos indebidos.
. El problema es que cuando la gente se asusta, las cosas se cierran. Es por eso hay tanto nerviosismo en torno a He, su experimento está haciendo daño a todos los demás»
Harvard afirma, la edición de la línea germinal podría ser una tecnología importante para la civilización en sí misma.
¿Qué pasaría si apareciera un nuevo virus letal que se extendiera por todo el mundo?
Tal vez no haya vacuna contra él, pero algunas personas podrán resistir gracias a sus genes, como pasó con la Peste Negra en la época medieval.
¿No nos gustaría ofrecer el antídoto genético a todos los miembros de la próxima generación?
«Esta tecnología tiene el potencial de salvar a nuestra especie«, destaca Neuhausser. En su discurso en Hong Kong, Daley también hizo referencia a la posible defensa contra las enfermedades futuras, y concluyó: «Nosotros, como especie, necesitamos tener flexibilidad para enfrentar las futuras amenazas, para tomar el control de nuestra herencia».
La biotecnología como herramienta para tratar la enfermedad del alzheimer.
¿Es capaz la biotecnología de plantarle cara al Alzheimer?
¿Puede esta ciencia buscar un remedio para la enfermedad que tantos recuerdos vividos borra?
¿Será capaz de encontrar la solución que otros todavía no han encontrado?
La biotecnología, que utiliza microorganismos o partes de ellos para solucionar problemas, podría ser una estrategia clave para luchar contra el Alzheimer.
Aunque todavía no se conocen con exactitud las causas del Alzheimer, lo que sí se sabe con certeza es que el acúmulo de dos proteínas podría estar involucrado en el desarrollo de la enfermedad. La proteína Tau en forma de ovillos neurofibrilares, y la proteína beta-Amiloide, en forma de fibrillas amiloides.
La formación de estos agregados proteicos sería responsable de la toxicidad sufrida por las neuronas y de su subsecuente muerte. Si las neuronas desaparecen, se interfiere la sinapsis, la forma de comunicación a través de la cual se transmiten los impulsos nerviosos, afectando finalmente a las funciones del cerebro.
¿Qué microorganismo podría utilizar la biotecnología como herramienta para solucionar el problema del Azlheimer?
Un liquen, concretamente Roccella tinctoria.
Y por si no estamos demasiado familiarizados con estos temas: los líquenes son asociaciones simbióticas entre un hongo, y una cianobacteria o un alga. En este tipo de relaciones ambos organismos obtienen algo beneficioso de dicha unión.
¿Qué se ha descubierto en relación a la enfermedad?
la Orceina, un colorante natural producido por este liquen, y que se lleva usando unos cuantos años en la industria alimentaria con el nombre E182, podría actuar contra el Alzheimer. El centro de medicina molecular Max Delbruck (Alemania) responsable de este hallazgo localizó, además, otro colorante con propiedades similares a la Orceina el O4. Dicho equipo comprobó que ambos se unían a las fibrillas amiloideas reduciendo la toxicidad que estas generaban, y por tanto disminuyendo su efecto sobre las neuronas y las funciones de las mismas.
Representación esquemática de las partes de una neurona
¿Cómo podríamos obtener toda la Orceina necesaria para tratar el Alzheimer?
Con la bioproducción, la aplicación industrial de la biotecnología. De manera simple el proceso consistiría, única y exclusivamente, en aislar los líquenes y hacerlos crecer proporcionándoles las condiciones adecuadas para la producción de esta sustancia. Una vez sintetizada, solo habría que aislarla y purificarla, dándole la forma farmacéutica adecuada para su suministro.
La mutación que puede proteger contra el Alzheimer
Científicos en Islandia descubrieron un defecto genético que protege del desarrollo de Alzheimer. La rara mutación evita la formación de placas en el cerebro que se cree son las responsables de la enfermedad. El hallazgo, afirman los científicos en la revista Nature, presenta la posibilidad de crear fármacos que simulen este efecto y eviten el trastorno.
Hasta ahora ha habido un largo debate entre los científicos sobre el papel que juegan las llamadas placas beta-amiloide en el desarrollo de Alzheimer.
Las autopsias de pacientes con Alzheimer han revelado que estas placas, que se forman con la acumulación de una proteína perjudicial llamada beta-amiloide, podrían ser responsables de la muerte de neuronas que conduce a la demencia.
La nueva investigación, llevada a cabo con cerca de 1.800 individuos en Islandia, apoya esta teoría.
Los estudios han demostrado que las mutaciones que causan Alzheimer son responsables de la producción excesiva de beta-amiloide en el cerebro.
Las placas beta-amiloides están formadas principalmente de compuestos que se producen cuando una proteína llamada proteína precursora beta-amiloide (APP) se descompone.
El profesor Kári Stefánsson y su equipo de la empresa deCODE Genetics en Reykjavik, descubrieron la mutación en el gen que se encarga de la APP.
Los investigadores trazaron las secuencias genéticas de 1.795 islandeses.
Posteriormente estudiaron la variante en otra población de casi 400.000 escandinavos.
Portadores afortunados.
Encontraron que la variante es muy rara, sólo 0,5% de los islandeses son portadores y entre 0,2% y 0,5% de finlandeses, suecos y noruegos.
Sin embargo, los resultados mostraron aquéllos que tenían esta mutación, incluso una sola copia, «eran suficientemente afortunados», dicen los científicos.
Cuando compararon las tasas de la enfermedad, encontraron que los individuos con la variante tenían cinco veces más probabilidades de cumplir 85 años sin ser diagnosticados con Alzheimer.
La investigación mostró que los portadores tienen 7,5 veces más probabilidad que los no portadores de alcanzar los 85 años sin sufrir un deterioro cognitivo importante, como pérdida de memoria.
«Si se confirma que las placas beta-amiloides son la causa de Alzheimer, esto podrá conducir al desarrollo de fármacos que bloqueen su formación para tratar de prevenir esta devastadora enfermedad»
Expreso el profesor Stefánsson.
Referencias.
Doc. RNDr. Josef Reischig, C. |. (05} de 12 de 2018). MIT Technoly Review. Obtenido de Biomedicina,Harvard probará CRISPR en el esperma para prevenir el alzhéimer: https://www.technologyreview.es/s/10787/harvard-probara-crispr-en-el-esperma-para-prevenir-el-alzheimer
María Iranzo, G. e.–U., & Iranzo, M. (25 de Septiembre de 2017). PUENTESDIGITALES. Obtenido de La biotecnología como herramienta para tratar la enfermedad del alzheimer: https://puentesdigitales.com/2017/09/25/la-biotecnologia-como-herramienta-para-tratar-la-enfermedad-del-alzheimer/
Salud, B. (12 de 07 de 2012). BBC NEWS. Obtenido de La mutación que puede proteger contra el Alzheimer: https://www.bbc.com/mundo/noticias/2012/07/120712_alzheimer_mutacion_proteccion_men
Imagen de: (https://farmaciadeatencionprimaria.com/2017/10/06/apuntes-sobre-el-tratamiento-del-alzheimer-tanto-para-tan-poco/)
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