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La Ingeniería Genética y el Xenotrasplante

Shane T. Grey

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El xenotrasplante, o sea el trasplante de órganos/tejidos de otras especies a seres humanos, le ofrece esperanzas a aquellos que padecen de diabetes Tipo I puesto que:

  • se han hecho pruebas en las cuales se ha aislado en animales el tejido que produce la insulina (islotes)
  • algunos ensayos en humanos, con islotes trasplantados de cadáveres humanos, fueron exitosos
  • la ingeniería genética podría crear un “súper” islote que sobreviviera después del xenotrasplante

February 2010

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En la actualidad se piensa que los cerdos son los mejores candidatos para donaciones de órganos para seres humanos y de islotes para el tratamiento de la diabetes. Fuente: USDA

Introducción

Hay periodos de la historia de la humanidad durante los cuales lo que se consideraba como pura extravagancia, fruto de una imaginación fantástica, se vuelve real. Estas situaciones desafían y cambian nuestras ideas de lo que es normal y moral.

Debemos aceptar la idea de que la ingeniería genética y el xenotrasplante han llegado para quedarse.

En la actualidad, dos innovaciones tecnológicas nos están desafiando:

  • La ingeniería genética: esto se refiere a la habilidad de tomar un gen de una fuente e introducirlo a un nuevo tejido u órgano, para que manifieste una nueva característica o rasgo.
  • El xenotrasplante: esto se refiere al trasplante de un órgano o tejido, de una especie diferente (no-humana) a un ser humano.
Las cuestiones éticas deberán ser resueltas caso por caso, en forma individual.

La llegada de estas tecnologías plantea nuevas posibilidades y también nuevos dilemas. Como ocurre con toda innovación humana, no habrá ni una respuesta global ni una postura moral que lo abarque todo y nos pueda ayudar a decidir qué es aceptable y que no lo es. Lo que tendremos que hacer es decidir caso por caso después de haber recorrido el laberinto de complicados detalles que cada uno de ellos presente. Como parte de este proceso, este artículo propondrá el uso de estas dos tecnologías, con referencia específica a su potencial para proporcionar la curación de una enfermedad incurable hasta el presente, llamada diabetes Tipo I.

¿Qué es la diabetes Tipo I?

En la actualidad no hay cura para la diabetes Tipo I, la cual aflige a más de un millón de americanos.
  • La diabetes Tipo I es una enfermedad seria, diagnosticada principalmente en niños.

  • La diabetes Tipo I aflige a aproximadamente 1,5 millones de personas en los Estados Unidos.

  • El problema principal de la diabetes es la incapacidad para controlar el nivel de glucosa (azúcar) en la sangre.

  • Los niveles de glucosa en la sangre son controlados normalmente por la hormona insulina, pero las células que hacen la insulina son destruidas por el sistema inmune de las personas que tienen diabetes.

  • Una vida entera con diabetes resulta en consecuencias debilitantes severas, incluyendo insuficiencia renal, ceguera adulta, daño de los nervios y de los vasos sanguíneos (lo cual lleva a amputaciones de las extremidades, ataques al corazón, y derrame cerebral).

  • Como resultado de estas complicaciones, los que sufren de diabetes tienen una expectativa de vida 15 años menor que aquellas personas que no tienen diabetes.

En la actualidad no existe una cura para la diabetes que prevendría la ocurrencia de estas consecuencias.

La búsqueda de una cura

En la actualidad la insulina es el único tratamiento, pero puede causar complicaciones.

En la actualidad la única opción de tratamiento para la gran cantidad de individuos que padecen diabetes es una inyección diaria de insulina. Desafortunadamente, este tratamiento no logra prevenir las complicaciones que ocurren en el caso de la mayoría de los diabéticos. Esta triste realidad ha llevado a los científicos a buscar estrategias alternativas para curar la diabetes.

Las pruebas han demostrado que el trasplante de islotes puede curar la enfermedad.
  • A principios de 1970 se demostró que si se aislaban los islotes de Langerhans (el tejido que produce la insulina) de un animal, podían ser trasplantados a otro animal y curar la diabetes. Estos fueron los primeros experimentos que demostraron que el trasplante podía de hecho ofrecer una cura completa para la diabetes.

  • Esto llevó a que se iniciara un programa ambicioso para repetirlo en los humanos. Así, a principios de 1980 se trasplantaron islotes de cadáveres de donantes de órganos, a pacientes diabéticos.

  • Sin embargo, pese al gran optimismo, el relativo éxito de este procedimiento ha sido increíblemente bajo. Para 1995, de 270 trasplantes de islotes que se llevaron a cabo a través del mundo, tan sólo en el 5% (~14) de los casos los individuos a los que se les hicieron trasplantes seguían todavía curados un año mas tarde. Esto es asombrosamente bajo, especialmente cuando se tiene en cuenta que la tasa de éxito para otros trasplantes de órganos es mucho más alta (mayor de un 90% para trasplantes de corazón, pulmón, y riñón).

  • Una prueba mas reciente en Edmonton, Canadá, ha tenido tasas de éxito mayores. Sin embargo, en esos casos fue necesario suministrarle a cada uno de los individuos receptores una cantidad de islotes equivalente a lo que se le daría a dos personas. Esto contrasta con el hecho de que nosotros podemos sobrevivir muy bien apenas con un tercio de nuestros propios islotes.

El poco éxito de las pruebas iniciales, y la necesidad de usar grandes cantidades de islotes, que se vio en las últimas pruebas, se atribuyen a la rápida destrucción y muerte de los islotes una vez que son trasplantados. Uno de los factores involucrados en su muerte es la activación de una respuesta inmune agresiva contra los islotes recién trasplantados. Además, se cree que los islotes trasplantados son muy sensibles a su nuevo ambiente, y durante el tiempo que les toma adaptarse a su nuevo cuerpo, muchos de los islotes se mueren.

No hay suficientes donantes humanos adecuados para los trasplantes de islotes.

Fuera de los problemas relacionados con la supervivencia de los islotes, hay un problema adicional. Puesto de manera simple, no hay suficientes islotes disponibles.

  • En los Estados Unidos hay 1,5 millones de diabéticos Tipo I.
  • El número de donantes adecuados de islotes en los Estados Unidos es menor de 5000 al año.
  • Si se usan dos donantes por persona podríamos hacer trasplantes para 2.500 diabéticos.

Esto asciende a menos del 1% por ciento del número de personas que se podrían beneficiar con dicha terapia!

Solucionando los problemas

¿Los animales como fuente de repuestos?

Aunque conceptualmente parecería fácil curar la diabetes a través del trasplante de nuevos islotes, en la práctica ha sido mucho más difícil. El mayor obstáculo es encontrar suficientes islotes de humanos para trasplantarlos a todas las personas que podrían beneficiarse de este tratamiento. El suministro de islotes de cadáveres de donantes nunca será suficiente para satisfacer esta necesidad.

Tomar islotes de donantes humanos vivos es arriesgado.
  • Una alternativa es tomar islotes de donantes vivos; sin embargo, este procedimiento trae consigo el riesgo de causarle diabetes al donante.
  • Otra posibilidad es utilizar tejido fetal para hacer crecer nuevos islotes; sin embargo, independientemente de las consideraciones éticas relativas al uso de embriones humanos, en la actualidad esto no es técnicamente posible.
  • El problema del suministro ha llevado a muchos investigadores a discutir si se podrían usar islotes de otros animales para trasplantarlos a seres humanos (xenotrasplante).

Aunque se han propuesto diferentes fuentes animales, los islotes de cerdos parecen ser la elección más popular por dos motivo:

Los islotes de cerdos podrían ser la fuente más eficiente de islotes.
  • Razones fisiológicas: La insulina de cerdo funciona bien en los humanos (la insulina de cerdo se usa en la actualidad para el tratamiento de la diabetes). Los niveles de glucosa en la sangre de los cerdos y en la de los humanos son similares.
  • Razones prácticas: La reproducción y cría comercial de cerdos para la alimentación ya se practica. Este conocimiento se podría usar para desarrollar instalaciones para la preparación a gran escala de islotes de cerdos.
El uso de partes animales para los seres humanos plantea inquietudes éticas, y tal vez conlleva, infecciones virales desconocidas.

Sin embargo, todavía existen muchas cuestiones importantes que deben ser abordadas antes de que los islotes de cerdo puedan ser usados en humanos. Una cuestión básica es la decisión de si es éticamente aceptable usar animales como fuente de “repuestos” para los humanos. Si se llega al acuerdo de que esto es aceptable, el uso de cerdos puede ser más justificable que el uso de primates no humanos, dado que a los cerdos ya los utilizamos como fuente de alimento. Las otras cuestiones son de naturaleza más técnica pero son igualmente importantes. Por ejemplo, ha habido un fuerte debate respecto a si el uso de tejidos de cerdo podría exponer a la población humana a nuevos y peligrosos virus. Este asunto debe ser resuelto antes de que se pueda considerar el trasplante de tejidos de cerdo a seres humanos a gran escala.

Ingeniería genética

Las drogas usadas para suprimir el ataque inmunológico después del xenotrasplante pueden tener efectos perjudiciales a largo plazo.

El uso de los cerdos podría ofrecer una fuente excelente de islotes para el tratamiento de la diabetes por medio del trasplante. Sin embargo, tal aproximación de todas maneras requeriría que se superaran los problemas de la supervivencia de los islotes después de ser trasplantados. Por ejemplo, el uso de los islotes de cerdo no impediría que el sistema inmune funcionara. La estrategia actual en la mayoría de las situaciones de trasplante es suprimir el sistema inmune con potentes drogas inhibitorias, conocidas como inmunosupresoras. Sin embargo, estas drogas no son muy efectivas para prevenir el ataque inmunológico a los islotes en la gente con diabetes. Más importante aún, su uso en los trasplantes de islotes es considerado inaceptable desde un punto de vista ético. Esto se debe al hecho de que tienen muchos efectos tóxicos y su uso a largo plazo puede causar problemas de desarrollo en los niños. Estas son consideraciones importantes dado el hecho de que estas drogas deberán ser tomadas durante toda la vida del receptor del trasplante, y la mayoría de los que padecen diabetes Tipo I son niños. Este dilema ha llevado de nuevo a una búsqueda de nuevas respuestas, de las cuales la ingeniería genética de los islotes es una de las opciones.

La ingeniería genética podría eliminar el rechazo de los xenotrasplantes por el sistema inmunológico. La tecnología podría también ofrecer tratamientos sin xenotrasplantes.

La ingeniería genética en este sentido, se refiere a la tecnología a través de la cual podemos agregar un gen a un tejido en forma artificial, de tal manera que exprese una nueva característica o rasgo.

  • Para la diabetes esto podría significar el uso de un enfoque de ingeniería genética que hiciera un “super” islote que no pueda ser destruido. Esta idea ha sido estimulada por la investigación que muestra que las células normales en nuestros cuerpos pueden protegerse a sí mismas de morir o de ser destruidas por el sistema inmunológico, fabricando proteínas protectoras especializadas. Se ha sugerido que si se modifican los islotes por medio de la ingeniería genética, para que manifiesten estas proteínas, es posible que éstos sobrevivan en ausencia de cualquier otro tratamiento.

  • La ingeniería genética también ofrece la promesa de otros tratamientos que no entrañan trasplantes. Uno de ellos consiste simplemente en volver a agregar una copia nueva del gen que codifica la producción de insulina. Sin embargo, esto también adolece de muchas dificultades. ¿Dónde se pone el gen? ¿Cómo se puede diseñar el gen de insulina de tal manera que produzca insulina en las cantidades adecuadas? Estos no son problemas triviales, sin embargo en diciembre del 2000, un grupo de Corea demostró que de hecho, esto podría curar la diabetes en un animal, utilizando este método

Las nuevas tecnologías ofrecen esperanzas para la cura de la diabetes Tipo I.

Conclusión

La diabetes Tipo I es una enfermedad debilitante seria, que no tiene cura efectiva. La llegada de nuevas tecnologías tales como el xenotrasplante y la ingeniería genética, ha generado la esperanza entre quienes luchan contra la diabetes que pueden ofrecer la promesa de una cura. Pero también trae nuevos dilemas. ¿Cómo decidiremos al final?

Shane T. Grey, Ph.D., trabaja en la actualidad con el Departamento de Cirugía del Colegio de Medicina de Harvard (Harvard Medical School), en el Hospital Beth Israel Deaconess, en Boston, donde está investigando cómo mueren las células, y cómo son destruidas por el sistema inmunológico en enfermedades tales como la diabetes Tipo I. El Dr. Grey se convirtió en un científico porque se sintió deslumbrado cuando miraba las estrellas cuando era niño. Él todavía se excita tanto con la enormidad del espacio como con la complejidad de la célula. Nota del editor: En el 2004 el Dr. Grey trasladó su investigación al Instituto Garvan de Investigación Médica, en Sídney, Australia.
http://stvcs.med.unsw.edu.au/stvcs.nsf/staff/3126013?OpenDocument

La Ingeniería Genética y el Xenotrasplante

Estas referencias están en inglés. Las referencias no han sido traducidas al español dado que la mayoría de los artículos citan fuentes en el idioma inglés.

  • » Weir, G.C., and S. Bonner-Weir. 1997. “Scientific and political impediments to successful islet transplantation.” Diabetes 46, no. 8:1247-56.
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  • » Robertson, R.P. 2000. “Successful islet transplantation for patients with diabetes — fact or fantasy?” N. Engl. J. Med. 343, no. 4:289-90.
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