Diseñan una terapia génica que induce el 'suicidio' de las células cancerígenas

Diseñan una terapia génica que induce el ‘suicidio’ de las células cancerígenas

Científicos del Centro de Biología Sintética del Instituto de Tecnología
de Massachusetts (MIT) y de la Escuela Politécnica de Zúrich diseñan un
circuito genético que detecta cuándo una célula se vuelve cancerosa
para forzar su muerte.

Cuando una célula se vuelve
cancerígena su química interna se altera. En concreto, hay unas
moléculas involucradas en la expresión génica llamadas microRNA (miRNA),
cuyos niveles aumentan o disminuyen de manera considerable.
Un equipo dirigido por el experto en
biología sintética Ron Weiss ha diseñado una secuencia de ADN que,
cuando es introducida en el interior de una célula, detecta los niveles
de cinco miRNAs específicos que se ven alterados en el cáncer cervical.
Si tres de ellos están altos y dos bajos, el circuito genético
interpreta que esa célula es cancerígena y provoca la síntesis de una
proteína llamada hBax que induce la muerte celular.
“Es una manera de diferenciar células
sanas de tumorales gracias a su diferente perfil de microRNA y provocar
la apoptosis (muerte) sólo de las cancerosas”, explica Ron Weiss a SINC
desde su laboratorio en el recién inaugurado Centro de Biología
Sintética del MIT. Los resultados de la investigación fueron publicados
en la revista Science el pasado 2 de septiembre.
Ron Weiss reconoce que hay más de 700
miRNAs humanos identificados y que cada tipo celular tiene un perfil
diferente. Una posible aplicación terapéutica en humanos es todavía
lejana. Pero defiende que es una aproximación novedosa que nadie había
conseguido antes y “una prometedora demostración de lo que la biología
sintética es capaz de conseguir”.
Para Luis Serrano, director del Centro
de Regulación Genómica de Barcelona, “es muy interesante y un gran paso
en la biología sintética. Un circuito capaz de detectar varias señales y
que sólo se activa cuando la célula es cancerosa, es realmente un gran
paso adelante”.
Weiss explica que “en teoría es cierto
que si tuviéramos esta secuencia genética en nuestras células, ellas
mismas se suicidarían al volverse tumorales ante algunos tipos de
cáncer, pero esto es complicadísimo, cada tumor tiene su propio perfil
de microRNA’s, y hay muchos factores desconocidos”.
El equipo de Weiss cree que
la aproximación más realista es la terapéutica, es decir, la del
tratamiento del cáncer una vez que ya ha sido diagnosticado. La idea
sería hacer una biopsia del tumor, extraer células cancerígenas,
identificar varios miRNAs que hayan aumentado o disminuido de nivel,
diseñar una secuencia de ADN específica para identificar estos niveles
y, por medio de terapia génica, introducirla en las células tumorales
para que induzcan selectivamente su muerte.
«Con el vertiginoso progreso de la
biología sintética, esto pronto podría hacerse en una semana. Lo
limitante ya no es la síntesis y ensamblaje de ADN, sino la
computación”, asegura Weiss, quien reconoce que uno de los principales
inconvenientes son los falsos positivos y negativos.
«Por eso escogemos cinco microRNAs en
lugar de uno solo; para que no dependa de un único factor. Pero en el
futuro debemos contemplar más y afinar mejor la computación», explica
Zehn Xie, primer autor del estudio.
‘Computación’ es una palabra clave en
biología sintética. Xie insiste: «No es el gen, es el sistema. Un gen
aislado nos dice bien poco. Es como si relacionáramos solo gripe con
fiebre. La biología sintética analiza el sistema completo».
Las técnicas del futuro
En la ingeniería genética convencional
se transferían genes de una bacteria a una planta, o se alteraban genes
ya existentes. La biología sintética va un paso más allá y diseña genes
de novo que no existían en la naturaleza. Además contempla el concepto
de programación: un sistema que da diferentes respuestas en función de
diferentes parámetros.
No es sólo una relación directa. “Esto
antes era sólo una posibilidad teórica, pero ahora, con el desarrollo
de la bioinformática y las técnicas de secuenciación y ensamblaje de ADN
ya es factible”, explica Weiss, citando lo que en 2010 Craig Venter y
Dan Gibson anunciaron como creación de vida artificial.
“No es propiamente vida artificial,
porque lo que hicieron fue copiar un genoma que ya existía. Pero la
técnica de Gibson sí demostró que se podía sintetizar un genoma en el
laboratorio, introducirlo en una célula a la que previamente se retiró
su genoma, y lograr que la célula sobreviva y se reproduzca. Este hito
era inimaginable pocos años atrás”.
La secuencia de 45.000 pares de bases
diseñada ahora por los investigadores es el primer circuito lógico que
puede detectar cinco biomarcadores desde el interior de una célula
cancerosa. Para evitar falsos positivos, los investigadores han
utilizado miRNAs cuyos valores son extremadamente diferentes entre una
célula tumoral y una sana, pero continúan trabajando para optimizar el
sistema, identificar otro tipo de cánceres, y encontrar métodos seguros
para transferir el material genético de manera eficiente y segura en
células de animales vivos.
El siguiente paso será la
experimentación con modelos animales de laboratorio. Ron Weiss insiste
en que estamos todavía lejos de una aplicación terapéutica en humanos, y
que “lo más importante del estudio es demostrar el principio general de
que con herramientas de biología sintética podemos crear circuitos
genéticos lógicos que podrán ser aplicados en un rango amplio de
enfermedades”.