Bob Williamson AO, FRS
Oficial de la Orden de Australia (AO),
Miembro de la Sociedad Real (FRS)
Catedrático de genética médica
Universidad de Melbourne
Melbourne, Australia

Cuando en 1989, Lap Chee Tsui y sus colegas lograron finalmente aislar y describir el gen de la fibrosis quística, CFTR, todos pensaron que sería sencillo emplear una copia normal del gen para tratar esta enfermedad. Debimos habernos dado cuenta que el cuerpo humano se resiste muy fuertemente a la incorporación de genes ajenos al organismo para protegerse de la invasión de genes de otros animales y plantas. A pesar de los esfuerzos de numerosos grupos valiéndose de virus o lípidos para transportar el gen CFTR normal hacia las células de los pacientes con fibrosis quística, aún no hemos logrado desarrollar esta nueva forma de tratamiento. Dicho esto, también sabemos que la terapia se encuentra ahora en una posición mucho mejor que hace 20 años, no sólo en términos de esperanza de vida, sino también por haberse logrado una mejor calidad de vida para la mayoría de las personas con fibrosis quística.

“Creo que veremos terapias génicas y celulares en los próximos años pero no de inmediato.”

Cualquiera que estudie los desarrollos farmacológicos sabe que transcurren unos 20 años desde que surge la idea de cualquier nuevo medicamento hasta que se lo comercializa, por lo tanto quizás no deberíamos sorprendernos al ver que los progresos son muy lentos.  Los científicos y médicos, exactamente igual que los pacientes, se entusiasman con las nuevas ideas y se olvidan del tiempo que se requiere para demostrar que la droga funciona, encontrar la mejor dosis, definir su estabilidad a temperaturas extremas y en condiciones de humedad y sequedad, y lo más importante, demostrar que es segura.  Del mismo modo, la escala de tiempo también de igual relevancia para las nuevas propuestas de usar genes o células madre como terapia.  Creo que veremos terapias génicas y celulares en los próximos años pero no de inmediato.

Los primeros intentos de terapias génicas usaron “oncorretrovirus” (se basaron en virus cancerígenos de ratones) o “adenovirus” (se basaron en los virus del resfrío común).  Cuando se emplearon para tratar niños con inmunodeficiencia (“niños burbuja”), se quedó demostrado que los retrovirus causan cáncer y si bien hay motivos para pensar que esto no sucedería en pacientes con fibrosis quística, de todas maneras sería muy difícil infectar los pulmones con estos virus.  Dos grupos en Estados Unidos usaron adenovirus para transportar el gen CFTR hacia las células que recubren los pulmones.  Las pruebas fueron insatisfactorias y, cuando se incrementó la dosis, los adenovirus ocasionaron problemas a algunos de los pacientes con fibrosis quística.  A causa de las complicaciones derivadas del adenovirus, se produjo una trágica muerte mientras se realizaban pruebas para combatir otra enfermedad.

En cualquier caso, la copia normal del gen de la fibrosis quística que puede ser conducida a las células por el virus en muy pequeña y sólo contiene la “secuencia de codificación” o instrucciones para la proteína, sin poseer ninguna de las regiones reguladoras. Es un poco como ponerle un motor a un auto que solo puede avanzar a una velocidad, sin frenos ni acelerador. Al mismo tiempo, algunos grupos en Londres (en el Hospital St. Mary y el Hospital Brompton) intentaron terapias génicas CFTR utilizando recubrimientos lípidos no virales para introducir el gen dentro de las células que recubren la nariz y las vías respiratorias superiores. Si bien quedó demostrada su inocuidad, la capacidad de las células para corregir el defecto de la fibrosis quística transportando sal y agua hacia la superficie de las vías respiratorias, mejoró poco y fue ineficaz y breve.

“Hoy, diez años después, hay nuevos movimientos en el campo de la terapia génica y celular.”

Luego de esos intentos, llevados a cabo por numerosos grupos en distintos países, gran parte del trabajo arduo se alejó de los pacientes y se trasladó a los laboratorios, pasando a utilizar animales y modelos celulares, para desarrollar nuevos avances con más posibilidades de tener éxito. Hoy, diez años después, hay nuevos movimientos en el campo de la terapia génica y celular.

NUEVOS ENFOQUES CON ADENOVIRUS Y AAV

Los primeros experimentos con retrovirus ocasionaron problemas debido a la ineficacia de la transferencia del CFTR a las células pulmonares y porque la continua expresión génica de los virus, que seguían elaborando proteínas de virus, ocasionaba inflamación. Para solucionar estos problemas, se diseñaron nuevos adenovirus vacíos, carentes de genes virales (se crearon en laboratorios utilizando células con “virus colaboradores”, que suministran las funciones faltantes pero no se encuentran en el producto final). Cuando se usan estas nuevas herramientas para transportar genes a las células, junto con las señales de inicio y parada humana en el gen CFTR en lugar de las señales del virus, se obtienen resultados mucho mejores. Se produce muy poca, si es que se produce, inflamación de las células nasales o pulmonares y la expresión a largo plazo del CFTR ha resultado en modelos de ratones. Aún falta que estos resultados alentadores se repitan en pruebas con humanos, donde es un problema hacer llegar grandes cantidades de virus a todas las partes del pulmón. También es posible que se produzca una reacción inmune a las proteínas que recubren el virus, en cuyo caso sólo se puede administrar una dosis.


“…el elevado registro de seguridad del AAV continúa haciendo de él un vector tentador para usarlo en FQ.”

Uno de los pocos virus que no pareciera ocasionar una enfermedad es el virus adenoasociado, o AAV. Se trata de un virus muy pequeño que usualmente requiere de adenovirus para multiplicarse y tiene la interesante propiedad de integrar su ADN al genoma humano en una región específica del cromosoma 19. Esto es valioso, porque si sabemos, por ejemplo, a dónde va un gen CFTR, podemos estar razonablemente seguros de que está alejado de los genes que ocasionan cáncer si son perturbados. ¡Lamentablemente, pierde su capacidad de integrarse en este sitio cuando está portando un gen humano en su ADN!

Cuando se utilizó AAV en estudios clínicos con unas 200 personas con fibrosis quística, éste sí transfirió el gen de manera inocua pero desafortunadamente la expresión no duró mucho y pareciera que la repetición de dosis repetidas no funciona porque los pacientes desarrollaron una reacción inmune a las proteínas que recubren el virus. Si bien el ritmo de la terapia génica se ha desacelerado por los resultados desalentadores, el alto registro de inocuidad del AAV continúa haciendo de él un vector tentador para su uso en la fibrosis quística, siempre que se pueda incrementar su eficacia o que se integre en un sitio seguro. Algunos de los vectores AAV más nuevos que tienen diferentes recubrimientos (“serotipos”) parecen otorgar una transferencia más eficiente del gen a las células pulmonares.

“A diferencia de los virus, los liposomas son bastante inertes y tienen un amplio margen de seguridad.”

ENFOQUES CON LENTIVIRUS

El lentivirus más conocido es el que causa el SIDA (los lentivirus como el VIH son también “retrovirus”, pero difieren bastante de los oncorretrovirus arriba mencionados). Obviamente, el uso de cualquier virus capaz de provocar una enfermedad devastadora debe ser abordado con gran cautela, para tener certeza de que el vector sea inocuo. Sin embargo, los vectores lentivirales que transportan el gen CFTR poseen una gran ventaja: que infectan las células del pulmón con mucha mayor eficacia que los adenovirus o los oncorretrovirus (muchos virus sólo infectan las células que se dividen y las células del pulmón se dividen muy lentamente). Si bien los lentivirus no son lo suficientemente grandes como para tomar un gen CFTR de tamaño completo, pueden aceptar más del virus con sus regiones de control que muchos de los otros virus sometidos a las pruebas. Se ha demostrado que después que el gen CFTR es transferido hacia el interior de las células de fibrosis quística en cultivos, el defecto de transporte de iones se corrige pero la necesidad de garantías de inocuidad hace que todavía no se hayan emprendido los estudios clínicos. En lugar de usar VIH humano, los laboratorios realizan ahora experimentos con secuencias de lentivirus de gato y marmota, aunque no está claro si estos supondrán mayores o menores riesgos para los humanos (podrían ser más mortales porque las células humanas jamás han sido infectadas por ellos antes y no poseen mecanismo de defensa).

TRANSFERENCIA GÉNICA NO VIRAL

Los liposomas son paquetes de grasas naturales biodegradables (“lípidos”) que pueden envolver los genes y transportarlos hacia el interior de las células. Se usaron por primera vez en un estudio clínico de fibrosis quística en Londres en el año 1995 y se demostró su inocuidad, pero también su ineficacia. La Fundación contra la Fibrosis Quística del Reino Unido decidió consagrar numerosos esfuerzos para desarrollar nuevos liposomas que pudieran transportar el gen de la fibrosis quística al interior de las células de manera rápida e inocua. Uno de los desafíos es que los liposomas tradicionales podían envolver apenas pequeños fragmentos de ADN, pero los lípidos más nuevos pueden tomar el gen completo, las secuencias de control y todo, y conducirlo al interior de la célula humana en forma organizada. A diferencia de los virus, los liposomas son bastante inertes y tienen un amplio margen de seguridad y (a diferencia de los virus) no parecieran perder potencia cuando se usan una y otra vez. Es muy probable que se inicien los estudios clínicos el año próximo.

“…Una persona que nazca hoy con fibrosis quística tiene una esperanza de vida superior a 40 años, e incluso de 50 años, por lo tanto un tratamiento experimental en los primeros años de vida debe ser completamente libre de peligros”

TERAPIAS GÉNICAS EN EL FETO

Uno de los principales problemas de la terapia génica es la determinación del momento ideal para realizarla. Idealmente, cualquier forma de terapia que intente tratar el pulmón debiera tener lugar al momento del parto, o incluso antes, cuando los pulmones todavía no se han infectado ni dañado. “Sin embargo, una persona que nazca hoy con fibrosis quística tiene una esperanza de vida superior a 40 años, e incluso de 50 años, por lo tanto un tratamiento experimental en los primeros años de vida debe ser completamente libre de peligros. Un grupo del Colegio Imperial de Londres demostró, con modelos animales, que la terapia génica podría funcionar después del tratamiento cuando el tratamiento se da en las últimas etapas de la vida fetal (al equivalente de ocho meses), pero se debe haber demostrado la inocuidad de la terapia fetal antes de que se intente en seres humanos.

CÉLULAS MADRE

Todo el mundo, en todas partes, ha escuchado hablar ya de las células madre.  La derivación y el uso de células madre embrionarias ocasionan importantes dilemas éticos para algunos científicos y pacientes, mientras que muchos otros argumentan que es necesario seguir cualquier enfoque natural para curar la fibrosis quística.  No voy a abordar el debate ético sobre las células madre embrionarias pero explicaré porqué un enfoque a la terapia con células madre ("transferencia nuclear de células somáticas” o clonación terapéutica), es de particular importancia para la fibrosis quística.

Cada uno de nosotros comenzó como una única célula madre, compuesta de un espermatozoide y un óvulo.  Luego de la fertilización esa célula madre da origen a cada tejido del cuerpo; en el feto en desarrollo y en el bebé recién nacido hay muchas células madre en prácticamente cada tejido del cuerpo, incluyendo los pulmones.  Sin embargo, las células madre que mejor sabemos usar en medicina son, en estos momentos, las de la médula ósea que elaboran los glóbulos blancos y los glóbulos rojos de la sangre.  En el trasplante de médula ósea (para un niño con leucemia o con anemia de células falsiformes), las células madre de un pariente o de un donante compatible, pueden reemplazar las células madre originales del niño y darle un nuevo conjunto de glóbulos.  También hay en desarrollo terapias para emplear células madre de pacientes para tratar quemaduras (como alternativa a los injertos de piel) y usar células madre para tratar enfermedades oculares (porque el ojo no rechaza las células “extrañas” de manera tan activa como lo hacen la médula ósea o el pulmón).

“Esto es atractivo, porque las células, al pertenecer a la persona afectada, no serán rechazadas”

Por supuesto, cualquier persona con fibrosis quística tiene el mismo error genético en el gen CFTR en cada una de las células de su cuerpo. No tiene sentido tomar una célula madre de alguien con fibrosis quística y usarla en uno de sus pulmones, ya que seguirá “teniendo fibrosis quística”. Sin embargo, ¿es posible que se pueda corregir la mutación en el tubo de ensayo en las células madre y luego volver a colocar las células corregidas en el pulmón? Esto es atractivo, porque las células, al pertenecer a la persona afectada, no serán rechazadas. En San Francisco y Roma hay grupos de trabajo que intentan corregir la mutación de fibrosis quística en las células madre, pero dejan las células sanas y adecuadas para colocarlas de nuevo en el paciente. Este enfoque, me parece, es el que tendría más probabilidades de funcionar que el tomar las células madre de un banco de células o de un embrión, porque las células de una persona que no sea compatible serían rechazadas a menos que se empleen poderosos medicamentos inmunosupresores.

Si fuera posible corregir el defecto de la fibrosis quística en una célula madre de un paciente, surgiría una nueva y emocionante posibilidad. La manera más sencilla de obtener células madre de pulmón de un paciente es quizás mediante una “transferencia nuclear de células somáticas" o clonación terapéutica, en la cual el ADN de una célula cutánea del paciente se coloca en un óvulo al cual se le han removido todos los genes. ¡Las células madre, que primero serán “células con fibrosis quística", se pueden cultivar en el laboratorio para luego corregirlas! Ya sabemos, por las investigaciones realizadas en Francia y Carolina del Norte, que es posible hacer que este tipo de célula genere células epiteliales de pulmón. Esto no es éticamente aceptable para todos, aunque actualmente es legal en Estados Unidos, Australia, Reino Unido y la mayoría de los países europeos. Yo argumentaría que una célula madre de un paciente no puede ser un embrión, porque no ha sido creado como resultado de la unión de un óvulo y un espermatozoide, sino de las células corporales del paciente, pero estoy consciente de que no todo el mundo coincide conmigo.

“...líquido amniótico y sangre de cordón umbilical. Estos parecieran tener células madre muy tempranas que se pueden multiplicar con facilidad y dar epitelio”

CÉLULAS MADRE ADULTO

El feto tiene más células madre que un bebé, y un bebé, a su vez, tiene más que un adulto.  Para crear confusión, las células madre de cualquiera de ellos se denominan “células madre adulto”, porque no proceden de un embrión.  No sólo que existen más células a medida que se retrocede en el tiempo, sino que las células pueden hacer muchas cosas; son mucho más “pluripotenciales” (pueden hacer muchos tipos de células distintos).  Una fuente de células que recién comienza a estudiarse es la placenta, junto con el líquido amniótico y la sangre del cordón umbilical a ella asociados.  Estos parecieran tener células madre muy tempranas que se pueden multiplicar con facilidad y dar epitelio, pero por supuesto, nos tendríamos que lograr que no sean rechazadas antes de poderlas usar en pacientes con fibrosis quística.

Las células madre del pulmón jamás fueron aisladas en gran número, todavía no se entiende bien su funcionamiento y, como el pulmón es un “tejido estructurado” (a diferencia de la médula ósea, que es mucho más como una bolsa de células sueltas), las células madre no pueden ser llevadas fuera del cuerpo para recibir tratamiento.  Además, el pulmón está bien protegido para no recibir células vivas procedentes de las vías respiratorias y no está claro todavía si las células pueden ingresar a las partes dañadas de un pulmón con fibrosis quística desde el torrente sanguíneo.  Hay esperanzas de que se pueda modificar en laboratorio, si son tratadas correctamente, las células de la médula ósea para que produzcan células de pulmón y se sabe, con firmeza, que las células madre embrionarias pueden generar células de pulmón.  Sin embargo, una conclusión con la que todos deben estar de acuerdo es que se tendrá que trabajar mucho más para demostrar la fiabilidad y la seguridad antes de que la terapia con células madre para la fibrosis quística se haga realidad.

COMBINACIONES, COMBINACIONES

Uno de los avances médicos más impresionantes de los últimos años ha sido la demostración de que varios enfoques juntos con frecuencia funcionan mejor que un solo tratamiento aislado (o, como dice un amigo mío, "¡Los milagros no ocurren con tanta frecuencia!"). Un error que muchos de nosotros (me incluyo) cometimos hace 20 años, fue asumir que la terapia génica sería una cura que reemplazaría todos los otros avances terapéuticos: antibióticos, fisioterapia, dieta, etc. Ya no creo más en eso. Estoy convencido de que la terapia génica y la terapia celular llegarán a ocupar su lugar junto a otros enfoques. Incluso si la terapia génica o celular permiten sólo otro pequeño avance, pronto podríamos estar hablando de esperanzas de vida promedio de 50 ó 60 años, con una buena calidad de vida, para las personas que nazcan con fibrosis quística la próxima década. ¿No sería maravilloso?

REFERENCIAS
Quienes deseen una descripción más detallada de los actuales desarrollos, hay cuatro reseñas muy exhaustivas publicadas recientemente. Aunque fueron escritas para científicos y médicos, por experiencia sé que muchas personas con fibrosis quística, sus familiares y amigos podrán entender las complejas argumentaciones contenidas.

Terapia génica:
“Novel Molecular Approaches to CF Gene Therapy” (Novedosos enfoques moleculares sobre la terapia génica para la fibrosis quística), por Tim Lee, David Matthews y Eric Blair; fue publicada en Biochemical Journal, volumen 387 (2005) 1-15.  Abarca todos los intentos con terapias génicas, haciendo particular énfasis en los enfoques no virales.

“Gene Therapy Progress and Prospects: Cystic Fibrosis” (Progresos y perspectivas de la terapia génica: fibrosis quística), por U. Griesenbach, Duncan Geddes y Eric Alton; fue publicada en Gene Therapy, volumen 13 (2006) 1061-1067.  Esta revisión se destaca en particular por describir el enfoque de la administración de genes no virales, con el auspicio de la Fundación contra la Fibrosis Quística del Reino Unido (U.K. Cystic Fibrosis Trust).

“Viral Vector-Mediated and Cell-Based Therapies for Treatment of CF” (Terapias basadas en células y mediante vectores virales para el tratamiento de la fibrosis quística), por Terence Flotte, Philip Ng, Doug Dylla, Paul McCray Jr, Guoshun Wang, Jay Kolls y Jim Hu; fue publicada en Molecular Therapy, volumen 15 (2007) 229-241.  Trata de los enfoques virales a la terapia génica, en particular, aquellas basadas en virus adenoasociados.

Terapia celular:
“Adult Stem Cells, Lung Biology, and Lung Disease” (Células madre adulto, biología pulmonar y enfermedad pulmonar), por Daniel Weiss, Mary Anne Berberich, Zea Borok, Dorothy Gail, Jay Kolls, Christopher Penland y Darwin Prockop; fue publicado en Proceedings of the American Thoracic Society, volumen 3 (2006) 193-207.  La Fundación para la Fibrosis Quística de EE.UU. (U.S. Cystic Fibrosis Foundation) subvencionó, en parte, esta muy exhaustiva reseña.