El gran catálogo de las proteínas humanas descubre 193 desconocidas hasta ahora

La lista facilitará el trabajo de los investigadores. Los nuevos hallazgos indican que el funcionamiento de los genes es más complejo de lo que se creía

Los científicos están más cerca que nunca de conseguir un «catálogo» de las proteínas, unas moléculas muy diversas que tienen un papel fundamental en el funcionamiento de todas las células, tejidos y órganos de los Seres Vivos.

Después de que el «Proyecto Genoma Humano» consiguiera en 2003 registrar el conjunto de los genes humanos, este jueves 29, un grupo internacional de investigadores de la Universidad Johns Hopkins (Estados Unidos) y el Instituto de Bioinformática de Bangalore (India) publicará en Nature los resultados que le han permitido elaborar uncatálogo inicial del conjunto de las proteínas humanas o «proteoma».

«Puedes pensar en el cuerpo como una enorme biblioteca en la que cada proteína es un libro», ha dicho el Doctor Akhilesh Pandey, de la Universidad Johns Hopkins. «La dificultad es que no tenemos un catálogo completo que nos diga qué libros están disponibles ni dónde encontrarlos. Creemos que ahora tenemos un buen primer borrador de este catálogo».

Muchos investigadores consideran que tener catalogadas a las proteínas humanas, y saber en qué lugar están, puede ser aún más útil que tener a los genes humanos registrados. La razón es que los genes tienen la información necesaria para producir o codificar proteínas, como si fueran los planos de un edificio en construcción, pero las proteínas son a la vez los ladrillos y los albañiles, ya que forman parte de la estructura de las células y llevan a cabo la gran mayoría de sus funciones. Por ello, este catálogo puede tener mucho interés en investigaciones biomédicas.

Más complejo de lo que se pensaba

Además se ha producido un hallazgo muy sorprendente que pone en duda lo que se sabe por ahora del ADN. Y es que entre las proteínas caracterizadas, han aparecido 193 «producidas» o expresadas en genes que en teoría no deberían ser capaces de hacerlo. «Esta es la parte más excitante de este estudio, encontrar más complejidades en el genoma», dice Pandey, ya que esto «significa que no entendemos completamente cómo la célula lee el ADN, porque claramente esas secuencias codifican para proteínas».

Los autores del artículo han identificado más de 30.000 proteínas codificadas por 17.294 genes, lo que constituye el 84 por ciento de los genes capaces de expresar o «producir» proteínas. Para ello, los científicos han tomado muestras de 30 tipos de tejidos humanos y han extraído las proteínas allí presentes. A continuación, las han «cortado» con enzimas, moléculas que a veces son capaces de actuar como tijeras químicas, para fragmentar a las proteínas en unidades menores, llamadas péptidos. Por último, analizaron la abundancia y la composición de esos péptidos.

Una base de datos para científicos

«Al generar una base de datos de proteínas, le hemos facilitado a otros investigadores que identifiquen las proteínas en sus experimentos», ha asegurado Pandey. Sin embargo, aclara que estudiar las proteínas es más complicado que estudiar los genes, porque las estructuras y las funciones de estas moléculas son complejas y diversas.

De hecho, Pandy cree que el proteoma humano es tan extenso y complejo que el catálogo de los investigadores nunca estará completo del todo.

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Mara Dierssen: «Los avances en el síndrome de Down abren una ventana a la esperanza»

Las líneas terapéuticas persiguen corregir el efecto sobre el cerebro del exceso de proteínas que provoca la trisomía

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Mara Dierssen investiga las alteraciones cerebrales en la discapacidad intelectual en el Centro del Regulación Genómina de Barcelona

El pasado 21 de marzo se celebró el día mundial del Síndrome de Down, una alteración genética originada por una copia extra del cromosoma 21 o un fragmento del mismo. En total, unos 300 genes de más que provocan discapacidad intelectual y en ocasiones cardiopatías, hipertensión pulmonar, problemas auditivos o visuales, anomalías intestinales, neurológicas, endocrinas. Cada vez se avanza más en el conocimiento de esta alteración genética que afecta a más de 30.000 personas en España. Mara Dierssen, del Centro de Regulación Genómica de Barcelona y presidenta de la Sociedad Española de Neurociencia, lleva a cabo una destacada investigación que ha permitido determinar el impacto del exceso de la dosis del gen Dyrk1A, uno de los candidatos principales para explicar las alteraciones cognitivas durante desarrollo y de la neurodegeneración asociada a la edad.

-¿Qué ha aportado este descubrimiento?

-Nos ha permitido diseñar nuevas estrategias terapéuticas para normalizar la actividad de este gen y para potenciar la plasticidad cerebral. La idea es que mediante agentes farmacológicos que incrementen la «eficacia plástica» del cerebro podremos potenciar la intervención educativa y social.

-¿Hay aplicaciones terapéuticas cercanas?

-En los últimos años la investigación sobre síndrome de Down ha identificado los genes cuya triple presencia pueden explicar la deficiencia cognitiva. que por tanto son posibles dianas farmacológicas. En este momento hay abiertas diversas líneas de investigación. Unas van dirigidas a la normalización de los desequilibrios entre neurotransmisores excitadores e inhibidores y otras a mejorar la plasticidad cerebral, como proponemos en mi laboratorio. Nosotros pretendemos normalizar la excesiva dosis de proteínas del cromosoma 21 implicadas en esa plasticidad, que es fundamental para la memoria y el aprendizaje.

-¿Será posible corregir esta patología en el futuro con terapia génica?

-En mi opinión aún no estamos en ese punto, pero es indudable que los avances en investigación abren una ventana de esperanza. Experimentos en modelos animales han demostrado que el tratamiento mediante terapia génica puede revertir algunos defectos cognitivos.

-¿Por qué hay tanta diferencia en la capacidad intelectual en personas con Down?

-La variabilidad individual es un rasgo constitutivo del síndrome de Down. La característica común a todas ellas es la disminución del nivel intelectual. Aunque sabemos poco de los factores que controlan esta variabilidad, está cada vez más claro que además de la dotación genética del individuo, que en sí ya es variable, las influencias de su entorno también contribuirán a determinar el nivel de competencia final. La estimulación ambiental en el síndrome de Down tiene como objetivo que cada uno logre el mejor nivel de competencia posible aprovechando la neuroplasticidad. Sin embargo, hay una «limitación genética» a la hora de responder al entorno. Esta limitación puede ser muy diferente en cada persona. En los casos de mosaicismo no todas las células presentan la trisomía del cromosoma 21, y las alteraciones suelen ser más leves.

-¿Cómo influye la estimulación que reciben en la capacidad intelectual?

-El ambiente es capaz de modificar la función y la estructura del cerebro, especialmente durante las primeras etapas de la vida. Es decir, requiere de la estimulación del entorno para producirse correctamente y desarrollar conexiones adecuadas. Una estimulación inadecuada, por exceso o por defecto, puede ser perjudicial. Pero además, en el síndrome de Down no sólo hay problemas biológicos en las etapas de formación y desarrollo sino durante toda la vida. Por eso la atención a estas personas ha de ser permanente.

Síndrome de Down y Enfermedad de Alzheimer

P.Q.MADRID

Más del 75% de las personas con síndrome de Down desarrollan alzhéimer después de los 40 años, un riesgo 6 veces superior al general. La actividad de un gen del cromosoma 21 (Dyrk1A) implicado en el fenotipo cognitivo en Down, regula tamibén la fosforilación de la proteína precursora del amiloide, que forma las placas en el cerebro, y la proteína Tau, que forma los ovillos. Dos procesos clave en el desarrollo del alzhéimer

Los avances en síndrome de Down abren una ventana a la esperanza» – ABC.es.

Los genes saltarines son una causa de la esquizofrenia| EL PAÍS

Un estudio japonés muestra movimiento del ‘transposones’ en el cerebro de los pacientes

 

Lo usual es atribuir la causa de las enfermedades mentales al entorno, con algunos raros casos de origen genético. La vanguardia de la patología molecular —la ciencia que busca las causas últimas de la enfermedad humana— está derribando ese paradigma al mostrar hasta qué punto el entorno actúa a través de los genes. Científicos de Tokio revelan hoy que los transposones, o genes saltarines que cambian de posición en el genoma en las ucélulas precursoras de las neuronas, son una causa mayor de la esquizofrenia. Los transposones generan variedad neuronal durante el desarrollo normal. Su movilidad excesiva puede deberse a causas hereditarias, pero también provocarse por el entorno, lo que puede explicar las actuales paradojas sobre la genética de las enfermedades mentales.

No es que el genoma de las neuronas se vuelva loco, todo empiece a ir mal y el azar acabe causando la esquizofrenia. Los meros errores pueden ser la causa de raras enfermedades hereditarias —las monogenéticas o debidas a la mutación de un solo gen—, pero las grandes enfermedades humanas, como el cáncer o el trastorno mental, tienen unas componentes genéticas mucho más sutiles.

La razón de que los transposones generen la esquizofrenia es que se insertan cerca de genes esenciales para el desarrollo y el funcionamiento del cerebro. Así no solo alteran su actividad, sino también la forma en que responden al entorno. La regulación de los genes depende precisamente de las secuencias de ADN que tienen al lado, y el transposón protagonista de este estudio, llamado L1, contiene secuencias especializadas en responder al entorno y regular a los genes vecinos. En eso se basa su función durante el desarrollo normal, y también en la génesis de la esquizofrenia.

Tadafumi Kato, Kazuya Iwamoto y sus colegas del departamento de Psiquiatría Molecular de la Universidad de Tokio, en colaboración con otras instituciones japonesas, presentan en la revista Neuron, una referencia en el campo, una investigación del cerebro de 48 pacientes de esquizofrenia y 47 personas control, complementada con estudios genómicos, experimentos en células madre derivadas de pacientes y comprobaciones en modelos animales como ratones y macacos. Todos los resultados apuntan a la misma conclusión: un claro incremento de los sucesos de transposición en las neuronas, o las células precursoras de las neuronas, en el córtex cerebral prefrontal —la parte más anterior del cerebro, y la que ha experimentado un mayor crecimiento durante la evolución humana— de los pacientes de esquizofrenia, o los modelos celulares o animales basados en ellos.

El descubrimiento de los transposones, o elementos móviles de ADN, por Bárbara McClintock fue uno de los hitos de la biología del siglo pasado, y uno de los que siguió una senda más tortuosa. McClintock, tal vez la genetista más brillante del siglo XX, acabó recibiendo el premio Nobel en los años ochenta por un descubrimiento que había demostrado en los cuarenta más allá de toda duda razonable, ante el escepticismo general. Que los genes, la base de datos biológica que había definido Mendel, pudieran moverse y saltar por los cromosomas no era del agrado del biólogo medio en esa época.

A menor escala y salvando todas las distancias, como en la geometría fractal, el descubrimiento, fundamentalmente por Fred Gage, del Instituto Salk de California, de que el transposón humano L1 estaba activo en los precursores de las neuronas, fue uno de los grandes saltos conceptuales de la década pasada. Y su recepción por la elite científica está resultando igualmente lento.

Pero los datos son tozudos, y siguen acumulándose a favor de la gran visión de McClintock: que los transposones modifican el genoma en respuesta al entorno.

El estudio japonés no estaba dirigido específicamente a la esquizofrenia; los autores también han examinado tejidos cerebrales obtenidos de pacientes de trastorno bipolar y depresión grave, en un intento general de asociar las principales enfermedades mentales con unas altas tasas de transposición. Los resultados, sin embargo, solo son significativos en el caso de la esquizofrenia. Los científicos de Tokio, sin embargo, han sido capaces de demostrar el efecto de ciertos factores del entorno, de los que se sabe que aumentan el riesgo de esquizofrenia en una variedad de situaciones, sobre todo en los periodos perinatales y neonatales, con unas altas tasas de movilidad del transposón L1.

Los genes saltarines son una causa de la esquizofrenia | Sociedad | EL PAÍS.

Identifican un gen asociado a los ojos azules, la pecas y el pelo claro

Un grupo de investigadores ha identificado una variante genómica asociada con la sensibilidad al sol, el cabello claro, los ojos azules y las pecas. Se trata de una vía compleja que implica la secuencia intercalada de ADN o la región no codificante de un gen que se halla entre unas pocas docenas que están asociadas con los rasgos de pigmentación humanos.

En el estudio, publicado en Cell y realizado por un equipo internacional que incluye expertos delInstituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (NHGRI) de los Institutos Nacionales de Salud(NIH) de Estados Unidos, se analizó a una grupo de individuos islandeses. Las personas con reducción de pigmento son más sensibles al sol, pero pueden atraer más fácilmente la luz solar para generar vitamina D3, un nutriente esencial para los huesos sanos.

Los investigadores analizaron los datos del estudio de asociación del genoma completo (GWAS, en sus siglas en inglés) de ese grupo de islandeses. GWAS compara cientos de miles de diferencias comunes en el ADN de los individuos para ver si alguna de estas variantes están asociadas con un rasgo conocido. «Los genes implicados en la pigmentación de la piel también tienen un papel importante en la salud humana y la enfermedad», resaltó el director científico del NHGRI, Dan Kastner. En su opinión, este estudio explica una vía molecular compleja que puede contribuir también a conocimientos sobre enfermedades de la piel, como el melanoma, que es causado por la interacción de la susceptibilidad genética con factores ambientales.

Gen regulador

Los datos de GWAS llevaron a los investigadores a centrarse en el gen regulador del interferón factor 4 (IRF4), previamente asociado con la inmunidad, al fabricar una proteína que estimula la producción de interferones, proteínas que luchan contra los virus o las bacterias dañinas. Los científicos observaron que el gen IRF4 se expresa en niveles altos sólo en los linfocitos, un tipo de glóbulo blanco importante en el sistema inmunológico, y en los melanocitos, células cutáneas especializadas que producen el pigmento melanina.

De esta forma, el estudio establece una asociación entre el gen IRF4 y la característica pigmentación. «Los estudios de asociación del genoma completo están descubriendo muchas variantes genómicas que están asociadas con rasgos humanos y la mayoría de ellas se encuentra en la regiones del genoma no codificantes de proteínas», dijo William Pavan, coautor e investigador de la Sección de Investigación de Enfermedades Genéticas en NHGRI.

El GWAS islandés produjo millones de variantes entre las personas del estudio. Los investigadores centraron su análisis en 16.280 variantes localizadas en la región alrededor del gen IRF4 y, a continuación, usaron un proceso de cartografía automatizada para explorar el conjunto de variantes en IRF4 en 95.085 personas de Islandia. Un chip de silicio utilizado en el proceso automatizado permite incluir un gran número de variantes en el análisis. Los datos revelaron que una variante en una región no codificante, un potenciador que regula el gen IRF4, está asociada con el rasgo combinado desensibilidad solar, cabello castaño, ojos azules y pecas. La investigación sitúa a IRF4 entre los más de 30 genes vinculados con la pigmentación, incluyendo una variante genética encontrada previamente en las personas con pecas y pelo rojo.

Radiación UV

La variante recién descubierta actúa como un regulador de intensidad. Cuando el interruptor en el potenciador de IRF4 está en la posición de encendido, se genera mucho pigmento. El pigmento melanina se transfiere desde los melanocitos a los queratinocitos, un tipo de célula de la piel cerca de la superficie, y protege la piel de la radiación UV de la luz del sol. Si el interruptor está poco activado, como es el caso cuando se contiene la variante descubierta, la vía es menos eficaz, lo que resulta en la reducción de la expresión de la tirosinasa y la producción de melanina. El mecanismo exacto que genera pecas aún no es conocido, pero el doctor Pavan sugiere que la variación epigenética puede desempeñar un papel en el rasgo de las pecas.

De todas formas, los autores de este estudio entienden que se necesita más investigación para determinar el mecanismo por el cual IRF4 está involucrado en cómo los melanocitos responden a los rayos UV, que puede inducir a tener pecas y estar relacionado con el melanoma, el tipo de cáncer de la piel con la mortalidad más alta.

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«Podemos fabricar un genoma humano sintético desde cero»

Camina con pasos lentos de gigante transportando sus casi dos metros de altura. Su voz grave resuena con la firmeza de un locutor radiofónico. Y sus respuestas llegan sin prisa después de la reflexión oportuna. No se precipita. Todo lo piensa bien. Pero, cuando responde, sus frases caen con el empuje de uno de los cerebros científicos más brillantes del planeta. George Church (Florida, 1954) ha estado detrás de casi todas las grandes ideas de la Biología del siglo XXI. Desde su laboratorio de la Universiad de Harvard -donde es profesor de Genética, de Tecnología y Ciencias de la Salud y de Ingeniería basada en la Biología-, ha gestado el Proyecto Genoma Humano, ha diseñado los primeros organismos vivos fabricados por el hombre y trata de encontrar solución a grandes temas de la humanidad como la escasez de recursos energéticos o el envejecimiento. Acaba de visitar Madrid para participar en el Congreso de Mentes Brillantes organizado por El Ser Creativo.

George Church durante su visita a Madrid para participar en el Congreso de Mentes Brillantes. SERGIO ENRÍQUEZ

¿Cuáles son los límites de la Biología Sintética?

La imaginación es el único límite. Se puede usar la Biología Sintética para generar materiales inorgánicos y orgánicos. Así que podemos generar cualquier material.

Y en términos biológicos, ¿podemos diseñar el organismo que queramos?

Sí, cualquier material biológicoico. Podemos usar microorganismos para producir químicos en general, no sólo combustibles. Lo importante es que sean capaces de fabricar productos farmacéuticos, plásticos, comidas o vacunas. Casi todos los materiales se podrán crear de un modo mucho más limpio que el de la industria química convencional.

¿Necesitmos crear una bacteria para hacer esto o basta con modificar una que conozcamos?

Depende de lo que consideres como nuevo. Modificar una bacteria que ya existe puede resultar en algo radicalmente nuevo en cuanto a lo que esa bacteria hace. Pero si nuevo quiere decir no relacionado con ninguna bacteria previa, eso no es práctico. No es útil.

Entonces, ¿cuál es la diferencia entre Biología Sintética y modificación genética, que es algo que lleva haciéndose décadas?

La diferencia es como decir cuál es la difeencia entre leer un único gen de tu cuerpo o leer todos los genes. En Biología Sintética puedes cambiar cualquier cosa. Y, además, puedes cambiar muchos genes al mismo tiempo. Es más parecido a la ingeniería. Pero la modificación genética es un trabajo artesanal. Es como preguntarse que tiene de nuevo un Mecedes Benz, si la rueda se conoce desde la antigüedad.

Esta ingeniería puede crear nuevos genes que aporten novedades, igual que hace la ingeniería con los coches…

Sí, es cierto. Podemos sintetizar un gen que no existe en la naturaleza, que no está basado en nada previo. Eso es algo relativamente raro y no tan útil. Podemos hacerlo, ya hay ejemplos. Pero lo más interesante es que podemos diseñar por ordenador todo el sistema completo, no solamente una pieza.Hace 30 años sólo podíamos hacer un volante, ahora podemos construir un Mercedes Benz completo.

Ustedes ya han sintetizado un genoma completo de una bacteria con poco ADN. ¿Pero pueden hacerlo con genomas más complejos?

Este año hemos desarrollado nuevas tecnologías con las que es mucho más fácil hacer ingeniería genética con animales y con humanos, casi tan sencillo como era antes hacerlo con bacterias.

¿Quiere decir que ya pueden sintetizar un genoma humano completo y modificarlo a su gusto?

Sí, podemos coger un modelo humano y hacer una nueva versión que resulte más sana. Podemos sintetizar miles de millones de pares de bases. Ya hemos sintetizado cantidades de ADN mucho mayores que un genoma humano. Pero, si quieres cambiar un genoma humano y obtener una función nueva, no puedes cambiar demasiado de golpe o colapsará.

Aún así las posibilidades son enormes…

Sí, podemos cambiar todo lo que queramos, eso seguro. Da igual si es un humano o una bacteria, podemos cambiar cualquier cosa. Es sólo un problema de dinero.

¿Es posible diseñar un embrión sano para una pareja con ambos progenitores portadores de una enfermedad hereditaria?

Sí, podemos repararlo.

¿Y esta tenología podría estar disponible para la gente en los hospitales dentro de poco?

Correcto. Si es segura, sí. Como cualquier fármaco. Las autoridades competentes han de dar su aprobación. Y la manera de probarlo es de forma muy amplia en animales y luego en cultivos humanos con células somáticas [no reproductivas]. Pero sí, las parejas tienen alternativas. En realidad, no es vida o muerte. No tienen porqué tener un bebé con un problema particular.

¿Cuáles pueden ser los usos en el futuro?

La Biología es una de las formas de generar materiales precisos atómicamente, así que puede usarse para hacer mejores ordenadores. En términos de salud humana, ahora que vivimos cada vez más tiempo, la vejez resulta dolorosa y costosa en términos de economía de la salud. La mayor parte del coste de nuestra salud es al final de nuestras vidas. Si pudiéramos extender nuestra juventud y estar muy sanos hasta que muramos, la aportación de nuestra educación y nuestra experiencia podría aprovecharse durante más tiempo, esto tendría un impacto económico enorme.

¿Y se puede hacer?

Ya tenemos las herramientas para revertir muchos de los componentes epigenéticos del envejecimiento. Podemos coger una célula y convertirla en joven. Así que podemos hacer o mismo con todas las células de un ser humano.

¿Hoy en día? ¿Pueden transformar en jóvenes todas las células de un ser humano?

Sí [dice con suficiencia]. Sabemos que podemos hacerlo en el laboratorio. Podemos coger de mi piel una célula vieja de 59 años de edad y transformarla en una célula joven, tan jóven como cuando era un embrión.

¿Cómo lo logran? ¿A través de los telómeros?

No, los telómeros cuidan bien de sí mismos. Es un proceso complejo, pero podemos transformar una célula de mi piel en una célula embrionaria con cuatro proteínas.

¿Así que la clave está en la epigenómica, no en los cromosomas?

Eso es. De hecho podemos incluso reprogramar epigenómicamente una célula cancerígena y hacer que deje de serlo.

¿Está su grupo trabajando en esto?

Mi grupo trabaja en formas de revertir el envejecimiento a nivel celular.

Su carrera ha sido muchas veces paralela a la de Craig Venter En su opinión, ¿él es un héroe o un villano?

Siempre he apreciado a Craig como colega. Él y yo pensamos muy parecido. Somos las únicas personas en el mundo que se han sentido atraídas por los biocombustibles producidos a partir de genomas bacterianos sintetizados. Antes de eso hicimos los dos primeros genomas sintéticos, él lo publicó antes y yo o comercialicé antes. Ambos nos centramos independientemente en el genoma humano cuando nadie lo hacía. La diferencia fue que yo conseguí aprobación y él no. Por eso él resultó más conocido, porque no siguió las reglas. Ambos somos revolucionarios, pero yo he intentado ser más paciente. No mucho más, pero un poco más paciente.

Él llegó primero a muchos de los resultados…

No diría primero, esto no es una carrera.

Pero la ciencia es una carrera.

No mi ciencia. La competición es sana, pero convertir la ciencia en una carrera es algo artificial.

Sé que no quiere ser preguntado por la polémica sobre la conveniencia de revivir al neandertal. Pero, ¿podría aclarar en qué consistió y si cree que es factible resucitarlo hoy en día?

Mire, se publicó en 2013, pero yo respondí a aquellas cuestiones en 2007. Y ya entonces dije, yo no trabajo con neandertal y no creo que nadie lo haga. Es una cuestión teórica. Pero a los periodistas les encanta hacer estas preguntas. Y, como científico, puedes decir esta cuestión no me afecta o tratar de hacerte una idea de por qué a la gente le gustan tanto estos temas. Es como un espejo. Te estás viendo a tí mismo, no a mí. Así que ya hay dos cosas claras: yo no trabajo en ello y sólo te contesto porque te interesa a tí, no a mí. Qué paso en 2013 que no ocurrió en 2007, 2008, 2009… En 2013, un periodista alemán de Der Spiegel me entrevistó y grabó la conversación. Y puso la conversación en inglés en su web, sin traducción. El hizo buenas preguntas y yo contesté. Esto lo podrían haber cogido los tabloides británicos. Pero no fueron los tabliodes. Fue el MIT Technology Review, una revista muy profesional que decidió hacer un titular con mi entrevista: «Estamos buscando una mujer». Pero eso no es lo que estaba en la entrevista en Der Spiegel. Sólo en un libro mio se decía algo parecido: «Necesitaríamos un mujer intrépida», no es un hecho, es un condicional. Y además, no es mi frase, sino la de mi coautor Ed Regis. Así que se trata de periodistas generando titulares para periodistas. Y otro periodista de una revista seria decidió crear un titular sensacionalista sólo por diversión. Y los tabloides continuaron con la diversión. El problema es que alguna gente se lo tomó en serio.

Su código genético, gracias

La Sociedad Española de Bioquímica y Biología Molecular celebra sus 50 años con talleres, exposiciones y conferencias divulgativas para dar a conocer la disciplina

Dos hombres ultiman detalles de la exposición Moléculas de Vida en el Museo Nacional de Ciencias. / KIKE PARA

Desde esta semana es posible llevarse a casa un estudio del código genético en un ánfora de vidrio. Eso es lo que propone Conoce tu ADN, uno taller con el que la Sociedad Española de Bioquímica y Biológía Molecular (SEBBM), que cumple 50 años, trata de llevar la ciencia a todos los públicos en algunos edificios emblemáticos de Madrid: CaixaForum, Instituto Cervantes y Museo Nacional de Ciencias Naturales.

Además del taller, las conferencias y otras actividades, comenzarán mañana a la vez que el 36º congreso de la sociedad científica. Hoy se inaugura a las doce 12 del mediodía la exposición Moléculas de la vidaen el Museo Nacional de Ciencias, montada con un enfoque totalmente divulgativo y que permanecerá abierta hasta enero de 2014.

Los científicos quieren acercar a los legos en esta materia una disciplina difícil de divulgar con rigor y cuyos avances son trascendentales para la investigación en procesos como el cáncer, el envejecimiento, las patologías degenerativas, las autoinmunes, las neurológicas, las genéticas y un largo etcétera.

“Desde mañana y hasta el 6 de septiembre Madrid acoge a más de mil expertos, entre ellos varios premios Nobel, para debatir un programa muy completo, intenso y con temas de máxima actualidad”, explica Federico Mayor Menéndez, bioquímico y presidente del congreso, e hijo del también bioquímico Federico Mayor Zaragoza.

Según el presidente del congreso, la SEBBM se ha caracterizado desde hace años por la divulgación y por acercarse a la ciudadanía. “La sociedad científica tiene muy presente que trabaja con dinero público, que debe dar cuentas de lo que hace y que también es su deber fomentar entre los jóvenes vocaciones de investigadores”, comenta Mayor. Admite que esta disciplina en España ha estado a la altura de los países más avanzados de nuestro entorno, pero se lamenta de los recortes que ahora está sufriendo la investigación y teme que en unos años “los resultados se resientan con respecto a países como Alemania, Reino Unido o los nórdicos”.

Para Mayor Menéndez, desde un punto de vista conceptual, la bioquímica se dedica “a estudiar cómo funcionan los seres vivos, en concreto el humano, y cómo pueden aplicarse estos conocimientos en la biomedicina para la prevención, el diagnóstico y el tratamiento de enfermedades; si esto lo llevamos a las plantas, surge otra disciplina, que es la biotecnología, con múltiples aplicaciones, ya sea búsqueda de fármacos, procesos de mejora en la agricultura y otros diversos campos».

La biología molecular es mucho más joven. Tiene 60 años y nació con los conocimientos más básicos del ADN, el código genético de los seres vivos. Así lo explica la bioquímica Margarita Salas, profesora ad honorem del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), que trabajó en EE UU con el premio Nobel de Medicina español Severo Ochoa, con el que impulsó esta disciplina en España.

Esta experta se ocupa de la conferencia El lenguaje de la ciencia, en la que, junto a la impartida por Carlos López Otín, profesor de la universidad de Oviedo, Envejecimiento, longevidad e inmortalidad en el siglo XXI, se revisa la historia de la SEBBM y se destaca su contribución a la construcción de la moderna sociedad española. Intentarán acercar al público las figuras de los premios Nobel de Medicina Santiago Ramón y Cajal y Severo Ochoa y el gran científico Alberto Sols.

Según Salas, también se pretende analizar desde distintas perspectivas el presente y el futuro de la investigación científica: “Pretendemos que el ADN deje de ser algo abstracto o intangible para el público no familiarizado con la ciencia. Se trata de crear un punto de encuentro lúdico y ameno entre la comunidad científica y la sociedad en general”.

La exposición Moléculas de la vida, que se inaugura hoy, presenta muy diversos apartados, didácticos y atractivos para pequeños y grandes. Entre las moléculas expuestas se encuentra una made in Madrid: un fármaco antifúngico (empleado contra las infecciones fúngicas o producidas por hongos, algunas de las cuales matan), hallado en la provincia de Madrid por el Centro de Investigaciones Biológicas de España (CIBE). El CIBE identificó en una muestra de agua de una charca cercana al río Lozoya un hongo llamado Glarea lozoyonensis, que acabó siendo ese primer antifúngico madrileño y español.

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Llega la secuenciación masiva para el embrión

Investigadores del NIHR Biomedical Research Centre de la Universidad de Oxford han desarrollado una técnica que puede ayudar a muchísimas de las personas infértiles que, a pesar de las técnicas de reproducción asistida, no consiguen su sueño de ser padres.

La técnica de análisis, denominada secuenciación de la siguiente generación (NGS de sus siglas en inglés), ha sido definida por los autores como algo que «promete revolucionar la selección de embriones por FIV«, algo con lo que coincide el director científico del IVI, Carlos Simón, que explica a ELMUNDO.ES que este centro también está validando este tipo de test (de hecho, colaborando con el centro británico) y pretende aplicarlo en unos meses.

Saber qué embrión va a tener éxito a la hora de implantarse en el útero es el máximo deseo de cualquier especialista en reproducción asistida. Sin embargo, las tasas de éxito no superan nunca el 50% (el embarazo se suele conseguir en un 30%-40% de las ocasiones) y, hasta ahora, no existía un método que permitiera predecir qué embriones iban a estar en ese grupo triunfador.

Según explica Simón, lo que se hace hasta ahora (solo en determinados casos) es el estudio del cariotipo, con el que se evalúan alrededor de 12.000 genes. «La cifra aumenta a cientos de miles con la secuenciación genómica completa», apunta el investigador valenciano. Pero, además, ahora se podrá en una misma técnica analizar los defectos genómicos y los cromosómicos. «Es un paso cuantitativo a una nueva tecnología», subraya el científico.

Parejas candidatas

Para probar la nueva técnica, los investigadores ingleses utilizaron en primer lugar líneas celulares con anomalías cromosómicas, defectos genéticos y mutaciones del ADN mitocondrial. El NGS confirmó lo que otras técnicas ya habían diagnosticado. Además, se analizaron de forma ciega células de 45 embriones, lo que demostró que la técnica era extremadamente eficaz en su diagnóstico.

Pero la prueba de fuego se produjo en el traslado a la práctica clínica. Dos parejas que se estaban sometiendo a FIV dieron permiso a los investigadores para que extrajeran una célula de sus embriones de siete días de edad (ya en el estado de blastocito). Las madres tenían 35 y 39 años, luego ya se considerabanañosas, uno de los factores de riesgo para la implantación embrionaria. Uno de los matrimonios había sufrido un aborto antes del procedimiento.

Los investigadores dirigidos por Dagan Wells identificaron tres blastocitos sanos en la primera pareja y dos en la segunda y, a partir de ahí, los transfieron a la madre individualmente, lo que resultó en dos embarazos normales. El primero de ellos dio lugar en mayo al nacimiento de un niño perfectamente sano, cuyo caso se acaba de presentar en el congreso anual de la Sociedad Europea de Reproducción Humana y Embriología, que se está celebrando en Londres.

Según explica Simón, la implementación generalizada de esta prueba llevará a una mejora de los resultados y a un abaratamiento en los costes. Aunque teóricamente, el test es más caro que el análisis de cariotipo por array, esta última técnica se hace con empresas que cobran por sus servicios, mientras que el NGS se podrá hacer en el propio centro, que invertirá mucho dinero para adquirir la tecnología, pero luego podrá utilizarlo muchas veces.

La nueva técnica solo se aplicará a algunos pacientes, en concreto a mujeres de más de 39 años, a aquellas que ya hayan tenido hijos con anomalías cromosómicas, las que hayan experimentado un fallo de implantación repetido o abortos de repetición y aquellas parejas en las que el factor masculino esté muy alterado, así como las que presenten mutaciones específicas.

Simón apunta a que el procedimiento requiere de una variación técnica y de un personal muy entrenado, en concreto, en el campo de la medicina molecular.

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Massagué impulsa la lucha contra los “agentes dormidos” del cáncer

Uno de nuestros «maestros» pioneros en la Oncología, para estar siempre atentos a lo que dice

• La Fundación BBVA y el Instituto de Investigación Biomédica renuevan su programa de colaboración científica

Permanecen años escondidas, pero están ahí, al acecho. Las células que originan la metástasis se desgranan del tumor primario y escapan al torrente sanguíneo. Aún después de haber sido extraído y tratado el cáncer, estos agentes son capaces de esquivar las defensas del organismo y sobrevivir, dormidos, hasta que, se desconoce el motivo, comienzan a crecer de forma muy agresiva. La Fundación BBVA y el Instituto de Investigación Biomédica (IRB) han renovado su programa científico para tratar de entender qué ocurre en este periodo de latencia hasta que se desarrolla la metástasis, responsable del 90% de las muertes por esta enfermedad.

“Imaginemos que alguien tiene un tumor. Estamos en julio. Aún es muy pequeño. Será diagnosticado en diciembre. Durante todo este tiempo, va a estar soltando células, millones de ellas, al torrente sanguíneo. La mayoría morirá. Pero una minoría ridículamente pequeña va a conseguir llegar a algún órgano”, ha explicado esta mañana en la sede de la Fundación BBVA, en Madrid, Joan Massagué, director del Departamento de Genética y Biología Celular del cáncer en el Memorial Sloan-Kettering Cancer Center, en Nueva York, y subdirector del IRB. “El tumor será extraído, el paciente será sometido a quimioterapia, pero esa célula sobrevivirá y, al tiempo, adquirirá las facultades para crecer. Y lo hará de forma agresiva. No sabemos casi nada de este proceso. Lo estamos estudiando”, ha continuado el científico, que coordina el programa de investigación y se refiere a la metástasis como “el enemigo latente”.

Hay más de 200 tipos de cáncer, con mutaciones genéticas propias. Cada tipo de tumor tiene su perfil más típico de zonas en las que desarrollar metástasis. Si bien es cierto que cada enfermedad es un mundo, lo interesante es conocer cuáles son los elementos que se repiten. El programa de investigación oncológica liderado por Massagué, que comenzó en 2006, se centra en el cáncer de mama –el más frecuente en mujeres en Europa y Estados Unidos- y en el de colon. Pulmón, hueso, hígado y cerebro son los lugares más comunes en los que se produce una metástasis, aunque hay variaciones en función del tipo de dolencia. El doctor y su equipo ya han identificado algunos genes implicados en el proceso, incluso han aislado algunas de estas células tumorales y están comprobando cómo se comportan en ratones: cómo crecen “desaforadamente” al ser introducidas en algunos de estos órganos y cómo se mantienen inactivas en el torrente sanguíneo.

“No se pueden detectar con ninguna prueba diagnóstica, pero sabemos que estas colonias microscópicas existen, ya que cuando estudiamos el tumor metastásico vemos que sus células provienen del tumor primario”, ha explicado Massagué. Desconocen prácticamente todo del proceso. No saben cuáles son los órganos santuario, aquellos en los que permanecen escondidas hasta que comienzan a crecer. Ni cómo resisten. Pero ya van teniendo algunas certezas. Por ejemplo, saben que todos los agentes que sobreviven lo hacen adheridos a algún tejido. El investigador  ha indicado que ya se están aplicando nuevos fármacos e incluso medicamentos desarrollados con anterioridad para otras dolencias que también son útiles en estos casos, aunque ha reconocido que algunos de ellos son “injustificadamente caros”, algo que “deplora” la comunidad médica.

Entre los retos actuales de la investigación en metástasis está el identificar los genes que promueven el proceso y sus funciones. Conocerlos permitiría, en un futuro, una vez diagnosticado el tumor y conocido su perfil genético, estimar el riesgo de cada paciente de desarrollar metástasis, cuándo y en qué órganos. Porque la metástasis “se trata”, pero es más eficaz prevenirla, ha afirmado Massagué. Y ha puesto un ejemplo: el número de personas que muere debido a una metástasis cerebral es 15 veces mayor que el de los fallecidos a causa de un tumor primario en el cerebro. Es preciso, por tanto, actuar en el momento “de la siembra”. Por ello, Massagué ha agradecido al director de la Fundación BBVA, Rafael Pardo, y al director del IRB, Joan Guinovart, que se mantenga este programa, que permitirá, además de avanzar en investigación, la formación de profesionales, con intercambios científicos entre el Medical Sloan-Kettering Cancer Center y el IRB.

Massagué impulsa la lucha contra los “agentes dormidos” del cáncer | Sociedad | EL PAÍS.

Los genes culpables de la migraña

Expertos del Wellcome Trust Sanger Institute de Reino Unido y del Centro Médico de la Universidad de Leiden (Países Bajos) han identificado cinco regiones genéticas relacionas con la aparición de la migraña, lo que abre nuevas puertas «a la comprensión de las causas y factores biológicos desencadenantes de los ataques de esta enfermedad» .

De esta forma, los investigadores han hallado algunas de las raíces biológicas que «por primera vez» se vinculan a esta patología, algo que han conseguido en el mayor estudio sobre la migraña. De hecho, el equipo de científicos ha encontrado 12 regiones genéticas asociadas con la susceptibilidad a la migraña.

De todas ellas, ocho se hallan cerca o en los propios genes conocidos por jugar un papel en el control de dos trazados del circuito del cerebro. Además, éstas están asociadas con los genes que son responsables de mantener el tejido cerebral sano, por lo que indican que la regulación de estas vías «puede ser importante para la susceptibilidad genética de las migrañas».

Dífícil de estudiar

Según los expertos, la migraña es un trastorno debilitante que «afecta a aproximadamente el 14 por ciento de los adultos», algo que ha repercutido en que haya sido reconocida recientemente «como el trastorno neurológico más costoso» . Para ellos, es «extremadamente difícil de estudiar», ya que no hay biomarcadores entre o durante los ataques.

En este sentido se manifiesta el miembro del Wellcome Trust Sanger Institute, Aarno Palotie, que señala que la migraña, junto a la epilepsia, son enfermedades neuronales «particularmente difíciles de estudiar», y es que, entre los episodios, el paciente está «básicamente sano». Esta situación hace que sea «muy difícil» descubrir pistas bioquímicas, asegura.

Base de datos

Para llegar a las conclusiones obtenidas con este trabajo, los científicos han comparado los resultados de 29 estudios genómicos diferentes, en los que se incluyeron más de 100.000 muestras de pacientes con migraña y sin ella. Tras ello, se ha observado que algunas de las regiones de susceptibilidad están cerca de una red de genes que son sensibles al estrés oxidativo, un proceso bioquímico que da como resultado la disfunción de las células, explica.

Por su parte, la miembro del Centro Médico de la Universidad de Leiden y coautora de este estudio comparativo, la doctora Gisela Terwindt, sostiene que las evidencias alcanzadas demuestran que se pueden desentrañar los genes que son «importantes y sospechosos», por lo que apuesta por realizar seguimiento de los mismos en el laboratorio.

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Secuenciando el genoma del océano profundo

Unas 2.000 muestras de microorganismos recogidas han puesto de manifiesto que hasta el 80% de las especies bacterianas de esas aguas no están registradas

Presentación de los primeros resultados del análisis de las más de 2.000 muestras recogidas durante la Expedición Malaspina Efe / Kote Rodrigo

Imagen de una protista microscópica unicelular no identificada expedicionmalaspina.es

Madrid. (Efe).- El océano profundo, sobre todo el que está a 4.000 metros, va a empezar a ser un poco menos desconocido gracias a 2.000 muestras de microorganismo recogidas en la Expedición Malaspina, cuya secuenciación ha puesto de manifiesto que hasta el 80% de las especies bacterianas de esas aguas no están registradas.

Un equipo de investigadores, coordinados por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha comenzado a secuenciar el genoma del océano profundo empleando muestras recogidas en el Atlántico, el Índico y el Pacífico durante la Expedición de Circunnavegación Malaspina 2010, coordinada por Carlos Duarte.

Este miércoles en Madrid se ha presentado el avance de algunos resultados de esta colección genómica microbiana marina -todavía no publicados en revistas-, que aportará nuevas claves sobre un reservorio de biodiversidad aún por explorar, ya que «podría suponer el hallazgo de decenas de millones de genes nuevos en los próximos años».

Así lo han señalado dos de sus investigadores, Carlos Duarte y José María Gasol, quienes han recordado que hasta ahora la secuenciación del ADN o ARN había quedado limitada casi exclusivamente a las aguas superficiales del océano.

Los trabajos de secuenciación se centran ahora en virus, bacterias y protistas que pueblan el océano hasta los 4.000 metros de profundidad, donde no hay luz y la temperatura es de 1 o 2 grados. De estas 2.000 muestras, unas 1.300 fueron recogidas en el agua profunda y el resto en el aire que está sobre el océano.

Se han secuenciado alrededor del 5% de estas muestras y datos preliminares de Malaspinomics -así se llama esta fase de la expedición Malaspina- revelan una «cantidad ingente de especies desconocidas» de microorganimos en el océano profundo.

Sólo el 20% de las especies de microorganismo de esta parte del océano están en bases de datos. Además, han detectado bacterias capaces de degradar compuestos altamente tóxicos que se han ido acumulando en el fondo marino.

En concreto, según ha explicado Duarte, se han descubierto bacterias con rutas metabólicas capaces de degradar metilmercurio derivado de la actividad humana. Por su parte, Gasol ha relatado que las muestras son especialmente valiosas porque provienen de zonas científicamente poco estudiadas hasta ahora, como el Índico o el Pacífico Sur.

«Las evidencias más recientes sugieren que el océano profundo alberga bacterias activas y muy diversas, así como arqueas protistas, virus y zooplancton», según este investigador del Instituto de Ciencias del Mar, quien ha agregado que «se pensaba que allí -en el océano profundo- no pasaba nada, pero sí que pasa».

Gasol ha explicado que en cada una de las muestras analizadas los científicos -de varios países- pueden identificar hasta 400.000 genes, de los que un 86% no están en las bases de datos existentes. «Vamos a entregar a las bases de datos internacionales centenares de millones de genes nuevos con capacidades metabólicas hasta ahora desconocidas y con posibles aplicaciones», ha subrayado Duarte.

El número de especies marinas utilizadas como fuente de genes con interés comercial crece a un ritmo de un 12% anual. En este sentido, Duarte ha dicho que esperan que estas investigaciones abran la puerta a aplicaciones biotecnológicas en campos como la bioenergía, alimentación o cosmética, y ven «potencial en el desarrollo de una nueva generación de antibióticos».

«Esta colección tiene un incalculable valor estratégico porque ningún país posee este tipo de muestras a escala global», ha recalcado. Duarte ha detallado que cuando empezaron a gestionar Malaspina no contaban con que fuera posible secuenciar en España, «pero ahora disponemos de la tecnología necesaria», ha dicho.

La primera parte de Malaspinomics ha recibido del Ministerio de Economía una financiación de 350.000 euros. Para secuenciar todas las muestras es necesario un millón de euros, que los investigadores se pondrán a buscar.

En cuanto a los recortes presupuestarios y si le han afectado, Duarte ha dicho que su proyecto «no es el niño bonito del Plan Nacional»; «no es una isla y tenemos problemas como todo el mundo», ha comentado. Tras señalar que el océano está tocado pero no hundido, este investigador ha indicado que «la época de llorar ha terminado, hay que echar el resto y sacar financiación de donde podamos».

Secuenciando el genoma del océano profundo.

El conflicto sobre las patentes de genes humanos llega a la justicia de EE UU

El Tribunal Supremo de EE UU evalúa si conseguir decodificar el material genético da derecho a la exclusividad sobre el hallazgo

CAROLINA GARCÍA Washington 17 ABR 2013

Una mujer sujeta una pancarta en contra de patentar los genes humanos frente al Tribunal Supremo de EE UU. / MLADEN ANTONOV (AFP)

¿Es el ADN algo natural o, en cambio, es el resultado de un experimento científico? Esta es la pregunta que ha pretendido contestar esta semana el Tribunal Supremo de Estados Unidos, aunque la resolución definitiva no se conocerá hasta junio. El caso a estudio, denominado Asociación Patológica Molecular versus Myriad Genetics (12-398), plantea si el hecho de haber descubierto cómo decodificar material genético, concretamente relacionado con la predisposición a padecer cáncer de ovarios y de mama, da derecho a la compañía Myriad Genetics a patentar su invento y quedarse con la exclusividad de la técnica. Lo que deben resolver los nueve jueces es si “un producto biológico y natural” puede ser valorado de la misma manera que los inventos descubiertos por los científicos e investigadores, y si, además, particulares y empresas pueden tener la propiedad intelectual sobre ellos.

La Asociación de Patología Molecular, que llevó el caso a los tribunales, es un grupo formado por médicos, asociaciones y pacientes que interpusieron la demanda en 2009 contra siete patentes en propiedad de Myriad vinculadas con este tipo de tumores malignos. Un juez federal de Nueva York les dio la razón en 2010, cuando sentenció que estas «no eran válidas”. Meses más tarde, y tras una apelación, otro magistrado decidió anular esta decisión, y fue entonces cuando el caso fue derivado al Tribunal Supremo, que tras las deliberaciones oportunas aceptó estudiar el caso.

Myriad Genetics es una empresa líder en el diagnóstico molecular en EE UU y también la compañía que consiguió aislar en 1993 el ADN que contienen los genes BCRA-1 y BCRA-2, relacionados con un mayor riesgo hereditario a padecer cáncer de mama y de ovarios. La mayoría de las personas cuentan con las versiones normales de estos genes, pero aquellas que muestran algún tipo de mutación en los mismos tienen una predisposición a padecer dichas enfermedades de entre el 85% y el 90%.

Lo que pretende esta compañía es tener la autoría exclusiva de estas patentes, para que aquellos pacientes que quieran someterse a consejo clínico para analizar estas mutaciones en sus genes, solo puedan hacerlo con ellos. Esto significa que los médicos independientes no podrán analizar el ADN de los genes BRCA, ya que con tan solo recoger una muestra y aislar el código genético para examinarlo, estarían manipulando una propiedad de Myriad Genetics.

La empresa cobra más de 3.000 dólares por una prueba de detección de material genético, pero médicos independientes han sostenido enThe Washington Post que se podría realizar por 200 dólares si la patente no fuera exclusiva.

Por tales motivos, los denunciantes, que pertenecen mayoritariamente a grupos que luchan por los derechos de los pacientes y las libertades, afirman que la actitud de empresas como Myriad y su intención de patentar genes humanos -o parte de ellos- frenará las investigaciones médicas con el objetivo de salvar vidas. Algunos de ellos se han presentado esta semana a las puertas del Tribunal Supremo en Washington con pancartas que rezaban consignas como “su avaricia corporativa está matando a mis amigos” y “mis genes no son sus bienes”, según informa Associated Press.

La Oficina de Patentes y Marcas de EE UU lleva 30 años concediendo patentes sobre genes humanos. En total, se han otorgado a por los menos 4.000 compañías, universidades y otros profesionales que han conseguido descubrir y codificar genes humanos. Lo que siginifica que cerca de 20% de los 240.000 genes humanos totales son objeto hoy de una patente, entre ellos algunos vinculados a la enfermedad de Alzheimer o diversos tumores malignos.

Los nueve jueces del Tribunal Supremo, que escucharon esta semana los argumentos de las dos partes implicadas en este caso, podrían renunciar a emitir una amplia resolución, y alcanzar en cambio un compromiso que les permita diferenciar entre tipos de material genético. La juez Elena Kagan, mostró su preocupación por el impacto que pueda tener una resolución amplia sobre compañías que invierten en este tipo de investigación. Además, varios jueces, entre ellos Sonia Sotomayor, señalaron el lunes que no creen que el simple proceso de aislar y retirar genes humanos deba ser patentado.

El defensor del Gobierno, Donald Verrilli, ha abogado por un compromiso al estimar que el “material genético sintético” podía ser patentado como producto de la creación del hombre, en oposición a los genes aislados del cuerpo humano. Una opción intermedia que podría tentar a los jueces. “En Alemania o en Francia, no se puede obtener una patente simplemente por haber aislado un ADN” , ha declarado Verrilli durante la audiencia.

Dependiendo de la decisión que tomen los jueces, que llegará el próximo mes de junio, se podría modificar de forma radical la investigación médica actual, la lucha contra enfermedades graves como el cáncer de pecho y de ovario y la industria médica y biotecnológica multimillonaria. “Sobre todo puede tener consecuencias en otras patentes relacionadas con antibióticos, las vacunas, hormonas, las células madre, etcétera”, ha manifestado en The New York TimesRobert Cook Deegan, director de ética genética de la Universidad de Duke.

Además, según el experto, también tendría una repercusión profunda en las empresas estadounidenses que han “arriesgado miles de millones dólares en inversión durante muchos años”. La empresa denunciada, por ejemplo, ha invertido unos 500 millones de dólares en la investigación de los genes de cáncer de mama y de ovarios. “Sin la capacidad de recuperar este dinero, no se producirán grandes descubrimientos científicos para combatir este tipo de enfermedades y muchas otras. Los avances científicos, además, se han hecho bajo el compromiso de una firme protección de las patentes”, ha asegurado en un comunicado Peter Meldrum, presidente de Myriad Genetics.

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Esencias a 3.000 dólares

Ya en los noventa varios tiburones farmacéuticos intentaron patentar los genes

por JAVIER SAMPEDRO 

Myriad Genetics ha hecho una buena labor identificando los principales genes implicados en los cánceres de mama y de ovarios, y también promoviendo entre la clase médica la conveniencia de hacer esas pruebas a sus pacientes de riesgo. Pero cobrar 3.340 dólares (2.500 euros) por un test genético que cuesta 20 veces menos es una pésima idea de su departamento financiero que, por sí sola, justifica la sentencia del Tribunal Supremo de Estados Unidos. La empresa haría bien ahora en conservar a los excelentes científicos que tiene en plantilla y despedir a su departamento de finanzas al completo, o al menos bajarles el sueldo 20 veces. Esta es la clave del caso Asociación Patológica Molecular versus Myriad Genetics (12-398). Lo demás es un debate tremebundo de las esencias sobre las fuerzas de la naturaleza y su relación con la invención humana que, en realidad, no nos va a llevar a parte alguna.

Uno de los argumentos más rimbombantes que se han esgrimido en este debate es que los genes son un producto de la naturaleza —un trozo de cuerpo, vale decir, o incluso una “fuerza de la naturaleza”, como ha pretendido algún juez en casos anteriores— y no una invención del ingenio humano, y que por tanto no pueden ser objeto de patente comercial. Una posición extendida entre los magistrados es que un gen podría patentarse si fuera sintético, pero no si meramente ha sido aislado del cuerpo de alguien. Es una discusión inútil, porque en nuestros genómicos tiempos la diferencia entre esas dos cosas es meramente retórica.

Los genes BRCA1, BRCA2 y todos los demás son de dominio público desde hace muchos años: el lector puede acceder a su secuencia (atggacctt…) desde su teléfono móvil cuando le dé la gana y a coste cero. Esa, de hecho, ha sido la principal contribución del proyecto genoma humano público sobre el que los periódicos hemos derramado un Iguazú de tinta desde hace 15 años. Esos genes y los otros 20.000 que forman nuestra dotación hereditaria y hacen funcionar a nuestras células cada segundo de nuestras vidas son un patrimonio de la humanidad, y ello gracias sobre todo a la ciencia pública de Estados Unidos y a sus Institutos Nacionales de la Salud, con importantes contribuciones británicas y muy pocas españolas, por cierto.

Es verdad que hubo en los años noventa intentos de varios tiburones farmacéuticos de patentar los genes, es decir, su mera secuencia (atggacctt…), pero quedaron inactivados para los restos en el mismo microsegundo en que el proyecto público hizo accesibles esos 3.000 millones de letras para todo el mundo, incluidos los investigadores de las empresas privadas, naturalmente. Hoy nadie puede patentar un gen por la sencilla razón de que cualquier gen está en Google a disposición de cualquiera que desee leerlo. Pero con los genes se pueden hacer muchas cosas, algunas muy ingeniosas e importantes, y las empresas tienen que seguir jugando un gran papel en esa investigación, y por tanto patentando sus procedimientos originales.

Los que ponen precio a las cosas son otra historia.

Esencias a 3.000 dólares | Sociedad | EL PAÍS.

Los genes humanos son de todos | EL PAÍS

El Tribunal Supremo de EE UU dictamina que el ADN en la naturaleza o aislado no es patentable

Rompe la exclusividad en los test de detección de enfermedades

• Análisis: ‘Esencias a 3.000 dólares’, por JAVIER SAMPEDRO
• El conflicto sobre las patentes de genes humanos
• VIDA Y ARTES: ¿Se pueden patentar los genes humanos?
• DESCARGABLE Lea aquí la sentencia (en inglés)

Los genes humanos no se pueden patentar, ni en su estado natural, ni aislados en el laboratorio mediante procesos de ingeniería genética, según ha fallado este jueves el Tribunal Supremo de Estados Unidos. En una decisión que mantenía en vilo a la industria farmacéutica, agroalimentaria y las compañías de biomedicina, pero también a la comunidad científica, nueve magistrados han decidido de forma unánime que la empresa Myriad Genetics no tiene derecho a la propiedad industrial y la explotación comercial exclusiva de los genes BRCA1 y BRCA2, cuyo análisis sirve para evaluar el riesgo de desarrollar cáncer de mama y ovario. “El ADN es un producto de la naturaleza y no puede ser objeto de patente simplemente porque haya sido aislado”, han manifestado los magistrados del alto tribunal estadounidense.

“Esta decisión supone que todas las compañías que lo deseen pueden obtener este o cualquier otro gen, aislarlo y usarlo para diagnosticar enfermedades sin infringir ninguna patente”, señala Alfonso Valencia, vicedirector de investigación del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), que recogía la satisfacción de la comunidad. Dado que, hasta el momento, el uso comercial para diagnóstico de estas patentes —siete en total— estaba en manos de Myriad (no por demasiado tiempo, los derechos de propiedad industrial de la compañía estadounidense expiraban en 2015), la resolución judicial supone un radical cambio en las reglas de juego existentes hasta el momento, lo que tendrá previsiblemente importantes consecuencias en Estados Unidos.

Habrá más firmas atraídas por el diagnóstico genético y caerán los precios

Es verdad que la sentencia reconoce el derecho de Myriad a patentar productos artificiales derivados del gen, el llamado ADN sintético (o copia, cADN). Este fragmento de material genético, que es manipulable en el laboratorio y se usa en el proceso de diagnóstico de mutaciones, es el que se obtiene al replicar un segmento de una hebra de ADN. Sin embargo, como apunta Valencia, la genómica ha avanzado mucho desde que comenzó el proceso judicial de Myriad y desde que la compañía comenzó a patentar genes, allá por 1994. Durante todo este tiempo, el uso del ADN copia ha perdido valor en los procedimientos técnicos de diagnóstico genético. “Ahora, ya no tiene relevancia, ha quedado desfasado por los nuevos métodos”, explica el investigador del CNIO. Una nueva tecnología que, por otra parte, ha traído consigo una vertiginosa caída de precios —el análisis conjunto de los BRCA sale por 900 euros— que han situado a estos procedimientos a las puertas del uso clínico generalizado. “La relevancia de la medida adoptada por los jueces es evidente”, insiste Valencia. “Habrá más compañías atraídas por el sector del diagnóstico genético, y se abaratarán aún más los procedimientos”. Myriad cobra 3.000 dólares (2.250 euros) por la prueba.

En Europa se puede patentar un gen aislado con algunas condiciones

La resolución judicial pone el punto final a una reclamación presentada en 2009 por la Fundación Patentes Públicas (Patent Public Foundation, PubPat) y la Unión Estadounidense por las Libertades Civiles (American Civil Liberties Union, ACLU), arropada por asociaciones de pacientes de cáncer de mama y colectivos de médicos. Todos ellos acudieron a los tribunales por considerar inválidas e inconstitucionales las patentes que Myriad había ido registrando relativas al BRCA1 (que se hizo recientemente famoso por ser el que tenía mutado Angelina Jolie, lo que le llevó a optar por una mastectomía preventiva) y BRCA2.

Gracias a ellas, la compañía estadounidense contaba con los derechos sobre los genes, sobre las secuencias mutadas y su empleo en diagnóstico y pronóstico de cáncer de mama y ovario. Ello le otorgaba la licencia exclusiva de la explotación en Estados Unidos del test de detección de mutaciones en ambos genes —lo que impedía una segunda opinión independiente—. Dado que todos los resultados de las decenas de miles de test pasaban por los departamentos de análisis de la empresa, Myriad acumuló una colosal base de datos relativa a mutaciones patógenas en estos dos genes. Un conocimiento que, en contra de los hábitos que caracterizan a la comunidad científica, se ha reservado para su uso exclusivo. De hecho, se estima que la empresa cuenta con una información miles de veces superior a las bases de datos públicas en Internet (Human Gene Mutation Database, Breast Cancer Information Core), donde los investigadores vuelcan sus hallazgos y colaboran conjuntamente al avance del conocimiento de la enfermedad.

Los denunciantes: «Cae una barrera a la innovación y atención al paciente»

Una primera vista, celebrada en 2010 en un tribunal de Nueva York, ya dio la razón a los demandantes. Tras un recurso a la instancia federal de apelaciones, el procedimiento llegó al Tribunal Supremo, donde se ha reafirmado la imposibilidad de patentar genes humanos. El Supremo reconoce que Myriad ha identificado genes relevantes, pero “los descubrimientos revolucionarios, innovadores y brillantes no son en sí mismos una aplicación”, tal y como recoge el fallo. “Las leyes de la naturaleza, los fenómenos naturales y las ideas abstractas son herramientas fundamentales para el trabajo científico y tecnológico que no entran en el ámbito de la protección de las patentes”, añaden los magistrados.

Una de las primeras entidades en manifestarse tras darse a conocer la opinión del alto tribunal fue la ACLU. “El tribunal ha tumbado una barrera importante para la atención al paciente y la innovación médica. Myriad no inventó los genes BRCA, por lo que no debe controlarlos”, dijo un portavoz. En Wall Street, sin embargo, no hubo castigo a la empresa debido al reconocimiento de las patentes de ADN copia. Las acciones de la compañía subieron más del 8%, hasta los 36,83 dólares

La propiedad de Myriad impedía tener otra opinión sobre riesgo de cáncer

Los efectos de la resolución del Tribunal Supremo se limitan a los Estados Unidos. En Europa, la directiva 98/44 permitiría patentar genes aislados siempre que se cumplieran determinadas características —novedad, resolución de un problema, como su aplicación diagnóstica, invención—, según apunta Francisco Fernández Brañas, uno de los directores del Departamento de Biotecnología de la Oficina Europea de Patentes. De hecho, Myriad tiene licencias vigentes en Europa, pero mucho más limitadas de las que disfrutaba en Estados Unidos. Distintas empresas practican análisis genéticos de BRCA1 y BRCA2 con normalidad. En el sector no hay conocimiento de reclamaciones por parte de Myriad para exigir los derechos de uso de la técnica.

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Usan un adenovirus para terapia génica en enfermedades de retina

Corte seccional de la retina. LEAH BYRNE/UNIVERSIDAD CALIFORNIA BERKELEY

Uno de los mayores problemas de la terapia génica es el hecho de administrarla. Habitualmente se usanvectores virales pero, en el caso de órganos extremadamente sensibles, como es la retina, la administración de la carga genética terapéutica resulta todavía más compleja, al tener que utilizar una aguja se puede dañar la retina enferma. Para solventar esta traba, un equipo de investigadores de la Universidad de Rochester (EE.UU.) ha desarrollado un nuevo vector de terapia génica capaz de penetrar profundamente dentro de la retina exterior del ojo. Así, gracias a esta tecnología de vector viral se aumentarla seguridad y eficiencia de la terapia.

Los adenovirus asociados (AAV, por sus siglas en inglés) son virus inofensivos que evolucionaron para infectar una amplia variedad de células anfitrionas. En la mayoría de los estudios de terapia génica, los investigadores han usado virus AAV descubiertos en la naturaleza y los han modificado para entregar copias operativas de genes en el organismo.

Lo que ahora ha hecho el equipo de Deniz Dalkara es manipular millones de nuevas variantes de los virus AAV que no existen en la naturaleza, y luego seleccionar algunos con las mejores propiedades para terapia genética y tratamiento de enfermedad retinal. El vector 7M8, el que resultó victorioso por encima de los otros millones, fue capaz de administrar con éxito su carga genética a varias células diana de las retinas de ratón. Así se logró tratar con eficacia dos enfermedades de la retina muy diferentes en experimentos con ratones.

Menos daño

El nuevo vector viral es capaz de alcanzar las células foto-receptoras y zonas situadas en la parte trasera del ojo mediante gracias a su capacidad de viajar a través de la cavidad vítrea. Esta ruta facilita la cirugía y causa menos daño a la retina, explica Dalkara. En comparación con los virus AAV naturales, el vector 7m8 se une a menos células, lo que le ayuda a penetrar más profundamente en la retina. Una vez que su carga genética es entregada, el vector viral actúa como una especie de jeringa molecular para transferir una copia normal de un gen a las células foto-receptoras con el objetivo de reemplazar un gen no funcional o ausente.

Para ver como funcionaba el virus 7m8 en ojos más similares a los ojos humanos, los investigadores trabajaron en monos. Así, utilizaron el nuevo vector AAV y fueron capaces de transferir genes hacia capas más profundas de las retinas sanas de animales sin la necesidad de empelar primero una aguja a través de la retina. Los resultados sugieren que estos nuevos vectores de terapia genética pueden ser desarrollado para penetrar tejidos densos.

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Los transposones: los genes saltarines | Scitable

Los elementos transponibles, o «genes saltarines», fueron identificados por primera vez por Barbara McClintock hace más de 50 años. ¿Por qué son los transposones tan comunes en eucariotas, y qué es exactamente lo que hacen?

Los elementos transponibles (TE), también conocidos como «genes que saltan,» son secuencias de ADN que se mueven de un lugar en el genoma a otro. Estos elementos fueron identificados por primera vez hace más de 50 años por la genetista Barbara McClintock del Laboratorio de Cold Spring Harbor en Nueva York. Los biólogos tenían dudas del descubrimiento de McClintock. Durante las próximas décadas, sin embargo, se hizo evidente que no sólo los TEs «saltan», sino que también se encuentran en casi todos los organismos (tanto en procariotas como eucariotas) y por lo general en grandes cantidades. Por ejemplo, los TE representan aproximadamente el 50% del genoma humano y hasta el 90% del genoma del maíz  (SanMiguel, 1996).

Tipos de Transposones

Hoy, los científicos saben que hay muchos tipos diferentes de TE, así como un gran número de maneras de categorizarlos. Uno de las divisiones más comunes es entre los TEs que requieren transcripción inversa  (es decir, la transcripción de ARN en ADN) con el fin de transponerse y los que no lo necesitan. Los primeros son conocidos como retrotransposones o TEs clase 1, mientras que los segundos se conoce como ADN transposones o TEs clase 2. El Ac/Ds sistema que McClintock descubrió cae en la última categoría. Se han encontrado diferentes clases de elementos transponibles en los genomas de diferentes organismos eucariotas (Figura 1).

Figure 1 : The relative amount of retrotransposons and DNA transposons in diverse eukaryotic genomes.This graph shows the contribution of DNA transposons and retrotransposons in percentage relative to the total number of transposable elements in each species. Species abbreviations: Sc: Saccharomyces cerevisiae; Sp: Schizosaccharomyces pombe; Hs: Homo sapiens; Mm: Mus musculus; Os: Oryza sativa; Ce: Caenorhabditis elegans; Dm: Drosophila melanogaster; Ag: Anopheles gambiae, malaria mosquito; Aa: Aedes aegypti, yellow fever mosquito; Eh: Entamoeba histolytica; Ei: Entamoeba invadens; Tv: Trichomonas vaginalis.

Los Transposones de ADN

Todos los TEs clase 2 completos o «autónomo» codifican la proteína transposasa, la cual se necesita para la inserción y supresión (Figura 2). Algunos de estos TEs también codifican otras proteínas. Tenga en cuenta que los transposones de ADN nunca usan intermediarios-ARN ya que siempre se mueven por sí mismos, insertándose o escindiéndose desde el genoma por medio de un mecanismo llamado «corta y pega».

Figura 2: Clases de elementos móviles. Transposones de ADN, por ejemplo, Tc-1-mariner, han invertido repeticiones terminales invertidas (ITR) y un marco de lectura abierto (ORF) que codifica una transposasa. Ellos están flanqueadas por repeticiones directas cortas (DR). Los retrotransposones se dividen en clases autónomas y no autónomas dependiendo de si tienen ORFs que codifican proteínas necesarias para la retrotransposición. Retrotransposones autónomas comunes son (i) LTR o (ii) no LTR. Ejemplos de retrotransposones LTR son retrovirus endógenos humanos (HERV) (mostrado) y diversos elementos Ty de S. cerevisiae (no se muestra). Estos elementos tienen LTR terminales y ORFs para su antígeno específico de grupo (gag), proteasa (prt), la polimerasa (pol), y el sobre (env) genes ligeramente superpuestas. Producen objetivo sitio duplicaciones (DTE) tras la inserción. También se muestran la transcriptasa inversa (RT) y los dominios de endonucleasa (ES). Otros retrotransposones LTR que son responsables de la mayoría de las inserciones de elementos móviles en los ratones son el intracisternal A-partículas (PAI), a principios de transposones (ETN), y mamíferos-LTR retrotransposones (MaLRs). Estos elementos no están presentes en los seres humanos, y, esencialmente, todos son defectuosos, por lo que la fuente de su RT en trans sigue siendo desconocido. L1 es un ejemplo de un retrotransposón no-LTR. L1 consisten en una región 5 ‘no traducida (5’UTR) que contiene un promotor interno, dos ORFs, un 3’UTR, y una (A) señal de poli seguido de un poli (A) de cola (An). L1s suelen flanqueadas por 7 – a 20-bp objetivo sitio duplicaciones (DTE). La RT, EN, y un dominio rico en cisteína conservada (C) se muestran. Un elemento Alu es un ejemplo de un retrotransposón no autónoma. Alus contienen dos monómeros similares, la izquierda (L) y derecho (R), y al final de un poli (A) cola. Tamaños de elementos de larga duración aproximadas se dan entre paréntesis. 

 

Los TEs Clase 2 se caracterizan por la presencia de repeticiones terminales invertidas, de alrededor de 9 a 40 pares de bases de largo, en ambos extremos (Figura 3). Como el nombre sugiere, y como muestra la Figura 3, las repeticiones terminales invertidas son complementos invertidos uno del otro, por ejemplo, el complemento de ACGCTA (la repetición invertida en el lado derecho de la TE en la figura) es TGCGAT (que es el orden inverso de la repetición terminal invertida  en el lado izquierdo de la TE en la figura).

Una de las funciones de repeticiones terminales invertidas  es ser reconocida por la transposasa.Además, todos los TEs tanto la clase 1 como clase 2 contienen repeticiones directas de acompañamiento (Figura 3). Estas repetciones no son realmente parte del elemento de transposición, sino que desempeñan un papel en la inserción de la TE. Por otra parte, después de un TE se extirpa, estas repeticiones se quedan atrás como «huellas». A veces, estas huellas alteran la expresión del gen (es decir, la expresión del gen en el que se han dejado atrás), incluso después de que su TE se ha movido a otra ubicación en el genoma. Menos del 2% del genoma humano se compone de TEs clase 2. Esto significa que la mayor parte de este genoma que es móvil se debe a la otra clase principal de TEs, los retrotransposones (Kazazian y Moran, 1998).

Figura 3: Muchos elementos trasladables tienen características comunes.
Mayoría de los elementos transponibles generan repeticiones directas que flanquean a cada lado del punto de inserción en el ADN diana. Muchos elementos de transposición también poseen repeticiones invertidas terminales

Los retrotransposones

A diferencia de los elementos de la clase 2, los elementos de clase 1 -también conocidos como retrotransposones- se mueven a través de la acción de intermediarios de ARN. En otras palabras, los TEs de clase 1  no codifican transposasa, sino que producen transcripciones de ARN y a continuación se basan en la enzima transcriptasa inversa para transcribir inversamente los ARN de nuevo a secuencias de ADN , que luego se inserta en el sitio de destino.

Hay dos tipos principales de TEs de clase 1: retrotransposones LTR, que se caracterizan por la presencia de repeticiones terminales largas (LTR) en ambos extremos, y TEs no-LTR, que carecen de estas repeticiones. Tanto los LÍNEA 1 o L1 como los genes Alu representan familias de TEs no-LTR. Los elementos L1 tienen un promedio de 6 kilobases de longitud. Por el contrario, los elementos Alu promedian sólo unos pocos cientos de nucleótidos, lo que los convierte en un elemento de transposición corto intercalado o SINE. El Alu es particularmente prolífico, habiendose originado en primates y expandido en un tiempo relativamente corto hasta tener aproximadamente 1 millón de copias por célula en los seres humanos.

El L1 también es común en los seres humanos, aunque no está presente en tantas copias como Alu, pero su gran tamaño hace que este elemento constituya aproximadamente el 15%-17% del genoma humanno (Kazazian & Moran, 1998; Slotkin y Martienssen, 2007). En los seres humanos, estos TEs no-LTR son la única clase activa de transposones; los retrotransposones LTR y transposones de ADN transposones son sólo reliquias antiguas genómicas y no son capaces de saltar.

Los transposones autónomos y no autónomos

Tanto los TEs de la clase 1 y de la clase 2 pueden ser autónomos o no autónomos. Los TE Autónomos pueden moverse por sí mismos, mientras que los elementos no autónomos requieren la presencia de otros TEs con el fin de moverse. Esto es debido a que los elementos no autónomos carecen del gen para la transposasa o la transcriptasa inversa que se necesita para su transposición, por lo que deben «tomar prestadas» estas proteínas a partir de otro elemento con el fin de moverse. Los elementos Ac, por ejemplo, son autónomos, ya que pueden moverse por su cuenta, mientras que los elementos Ds son no autónoma, ya que requieren la presencia de Ac con el fin de transponerse.

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