La criptología de la enfermedad. Luis Alejandro Barrera Avellaneda

de manera tal que se pueda administrar y llegue al sitio de la célula donde va a actuar. Una de las dificultades es que la membrana plasmática que recubre las células impide la entrada o salida de la célula de las moléculas, especialmente las más grandes, como las proteínas, pero las células tienen transportadores que facilitan ese proceso y también las pueden internalizar por fagocitosis.

      Figura 1-2. Fundamento de la terapia de reemplazo enzimático (TRE) y terapia génica (TG). En la TRE se trata de sustituir la proteína X que funciona deficientemente por daño en el gen que la codifica. La proteína usada en un comienzo era aislada de órganos o tejidos animales. Actualmente, la mayoría se sintetizan en células que se reproducen rápidamente, en las cuales se ha insertado el gen humano mediante procedimientos biotecnológicos. En la TG se busca remplazar el gen mutado por un gen normal.

      Otro inconveniente es que la célula rechaza lo que no le es propio. Inicialmente se trató a los pacientes con proteínas aisladas de tejidos animales, pero bien pronto se aprendió que el organismo se defendía de esas sustancias extrañas produciendo anticuerpos muy específicos que neutralizan y facilitan su destrucción. Ese mecanismo desarrollado a través de la evolución protege a los humanos y a otros animales de sustancias foráneas. Entre más distantes son los animales en la escala zoológica, mayor es la posibilidad de que sus proteínas sean diferentes. Si se inyecta a un humano insulina de cachalote se produce mayor inmunogenicidad que con la insulina de cerdo o de ratón.

      Una vez descubierta la composición y forma de sintetizar proteínas químicamente, se pensó en producir proteínas idénticas a las humanas de esa forma. Algunas proteínas pequeñas como el glucagón se han sintetizado químicamente, pero las enzimas son moléculas muy complejas, por lo que es difícil fabricarlas iguales química y biológicamente a las que sintetizan normalmente las células humanas, usando métodos químicos.

      Para tratar a los pacientes era necesario buscar fuentes de proteínas tan parecidas a las humanas como fuera posible, por ejemplo, de la orina o ciertos tejidos como hígado o placenta de cerdo, de bovinos o de humanos, con la condición de que se pudieran aislar en cantidades suficientes para poder inyectar permanentemente en los pacientes, que fueran completamente puras y que no perdieran la actividad en los procesos de purificación.

Cada vez que se trata un paciente con sustancias aisladas de tejidos humanos o animales existe la posibilidad de transmitir virus u otras sustancias extrañas que originen problemas adicionales. En los años 70 se descubrió la forma de identificar y purificar los genes humanos y también la forma de introducirlos en células eucarióticas, para que ellas sinteticen la proteína de acuerdo con la instrucción programada en el gen humano, lo que en teoría debe producir una proteína idéntica a la humana, así se usen células de bacterias, levaduras, células humanas o inclusive de plantas. Pero las bacterias y las levaduras, así se les haya insertado el gen humano, producen proteínas distintas a la humana, no en la secuencia de aminoácidos, sino en las cadenas glicosiladas que hacen parte de las glicoproteínas, que son la mayoría de las proteínas de interés terapéutico (37-40). Gracias a los avances en biotecnología, existen cepas de E. coli y levaduras “humanizadas” que mediante la bioingeniería se ha logrado que produzcan proteínas que tienen las mismas características de las proteínas humanas, no solo en la composición de aminoácidos, sino en otras modificaciones y adiciones que sufren las proteínas una vez que se sintetiza la cadena peptídica. Esas modificaciones hacen que las proteínas sintetizadas en los microorganismos sean virtualmente idénticas a las humanas, lo que permite “engañar” los mecanismos de defensa para que el organismo humano tolere esas moléculas sintetizadas en otras especies y puedan ser usadas en el tratamiento de los errores innatos del metabolismo (41, 42).

Si la proteína se inyecta por vía intravenosa, a su paso por los diferentes tejidos es captada por todas las células que tienen receptores para lo residuos glicosilados o alguna otra forma de reconocerlas, e internalizarla. Por lo tanto, las proteínas para uso terapéutico deben tener señales de direccionamiento que les permitan llegar al órgano que las necesita y no se extravíen en aquellos en los cuales no se requieren (43).

      Los organelos de las células (el núcleo, la mitocondria, los lisosomas, los peroxisomas) tienen membranas que los recubren, por lo que la proteína exógena debe atravesar una o varias membranas para llegar al sitio donde actúa y arribar intacta en cuanto a su función. Entonces, el desafío es direccionar esa proteína sin que sea neutralizada por nuestros mecanismos de defensa antes de llegar al sitio que queremos reparar. Sin entrar en detalles, adelantamos que usando proteínas exógenas purificadas, solo ha sido posible tratar, con cierto éxito, cerca de una docena de las enfermedades lisosomales (ver capítulo 11). Los defectos lisosomales por razones estructurales y fisiológicas de la célula son los más fáciles de tratar; aún no hay terapia de reemplazo enzimático para los otros EIM, en algunos casos por complejidades metodológicas, en otros por ser enfermedades muy poco frecuentes que no generan suficiente interés para desarrollar terapias que sean rentables económicamente para una industria acostumbrada a grandes negocios y ganancias, lo que pone de presente las enormes limitaciones que existen y la difícil tarea que hay por delante en cuanto a desarrollo de terapias para enfermedades raras.

      El tratamiento con proteínas exógenas tiene además el inconveniente de no ser permanente, ya que se tratan los síntomas, pero no se cura la enfermedad. Lo ideal es el tratamiento mediante terapia génica (TG), que consiste en remplazar el gen, o repararlo, para que ese gen dirija la producción de la proteína con la estructura apropiada y en la cantidad requerida. Esto ha sido un desafío teórico por superar desde finales de la década de los setenta. En un principio parecía muy sencillo, pues se pensaba que una vez se pudiera aislar o sintetizar el gen e introducirlo en las células que lo necesitan, estos se encargarían de la síntesis de la proteína “normal” reparando permanentemente el defecto. A pesar de muchos esfuerzos de investigación, todavía no se han podido solucionar los problemas para que esta terapia sea completamente segura y efectiva.

      Para realizar la terapia génica se requiere aislar los genes, multiplicarlos e introducirlos en un vector capaz de transportarlos al interior de las células a reparar. El aislamiento de los genes se logró entre 1974 y 1980. Para transportar el material genético e introducir el gen de interés dentro de las células, se intentaron métodos físicos y químicos que aumentaban la permeabilidad de la membrana celular, pero no han sido eficientes.

      Los virus son microorganismos que parasitan la célula y que invaden y usan su maquinaria para producir los ácidos nucleicos y proteínas que necesitan para su reproducción, por lo que se pensó que introduciendo un gen en los virus sería posible usarlos como vectores o vehículos para transportar los genes al interior de las células. Su uso para estos propósitos se propuso teóricamente desde la década de los años sesenta.

      Esta forma simplista de concebir la terapia génica (TG) bien pronto tropezó con el inconveniente de que las células y los organismos a través de la evolución han desarrollado mecanismos muy sofisticados de defensa, lo que impide que moléculas no propias —como los virus— nos invadan. Aunque esto ha demorado el desarrollo de la TG, ha permitido avanzar en el conocimiento de los mecanismos de defensa del organismo y la forma de eludirlos cuando se usan con fines terapéuticos.

      Dejando de lado los aspectos de rechazo de la terapia, supongamos que queremos tratar un defecto por deficiencia de la hormona de crecimiento que resulta en enanismo. Si el gen no está apropiadamente regulado, se podría producir acromegalia, una forma de gigantismo que puede tener consecuencias clínicas más graves que el enanismo.

La terapia génica entraña muchos riesgos y desafíos desde