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Towla 24

Los errores genéticos introducidos artificialmente que pueden cambiar a la especie humana

mayo 4, 2021

3 mayo 2021

Fuente de la imagen, iStock

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Los errores introducidos por la tiraje genética podrían pasarse de vivientes en vivientes.

He Jiankui parecía nervioso.

El investigador chino de la Universidad de Ciencia y Tecnología del Sur, en Shenzhen, había estado trabajando en un esquema ultrasecreto durante los últimos dos primaveras, y estaba a punto de subir al podio en la Cumbre Internacional sobre Tiraje del Genoma Humano para anunciar los resultados.

La audiencia miraba ansiosamente. La muchedumbre empezó a filmar en sus teléfonos. El biólogo había creado los primeros bebés genéticamente modificados en la historia de la humanidad.

Luego de 3.700 millones de primaveras de desarrollo continua y sin perturbaciones por selección natural, una forma de vida había tomado su biología innata en sus propias manos.

El resultado fueron niñas gemelas que nacieron con copias alteradas de un gen conocido como CCR5, que, el irrefutable esperaba, las hiciera inmunes al VIH.

Pero las cosas no eran lo que parecían.

“Me convenció durante los primeros cinco o seis minutos, parecía muy sincero”, dice Hank Greely, profesor de derecho en la Universidad de Stanford y práctico en ética médica, quien vio la conferencia en vivo a través de internet en noviembre de 2018.

“Y luego, a medida que avanzaba, comencé a sospechar más y más”.

Una invención genética

En los primaveras posteriores, quedó claro que el esquema de He no era tan inocente como parecía.

Había violado leyes, falsificado documentos, engañado a los padres de los bebés sobre los riesgos y no realizó las pruebas de seguridad adecuadas.

Todo esto dejó a muchos expertos horrorizados -fue descrito como “exagerado” y “amateur”- y el investigador ahora está en prisión.

He Jiankui durante su presentación

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He Jiankui recibió una pena de tres primaveras de prisión por realizar “prácticas médicas ilegales”.

Sin bloqueo, lo más circunspecto de todo fueron los errores que cometió.

Resulta que las bebés involucradas, Lulu y Cántico, no han sido dotadas con genes cuidadosamente editados posteriormente de todo. No solo no son necesariamente inmunes al VIH, sino que se les ha dotado accidentalmente de versiones de CCR5 que están totalmente inventadas.

Es probable que no existan en ningún otro genoma humano del planeta. Y, sin bloqueo, tales cambios son heredables: podrían transmitirse a sus hijos, a los hijos de sus hijos, etc.

En experimentos con animales genéticamente modificados, se ha conocido que este campo está plagado de errores y malentendidos.

Desde conejos alterados para ser más delgados que inexplicablemente terminaron con lenguas mucho más largas, hasta ganadería modificado para carecer de cuernos que fue dotado de ADN bacteriano (incluidos algunos genes que confieren resistor a los antibióticos).

Recientemente, investigadores del Instituto Francis Crick de Londres comprobaron que editar la genética de embriones humanos puede tener consecuencias no deseadas.

Al analizar los datos de experimentos anteriores, encontraron que aproximadamente el 16% tenía mutaciones accidentales que no se habrían detectado mediante pruebas normalizado.

¿Por qué estos errores son tan comunes? ¿Se pueden remediar? Y ¿cómo podrían afectar a las generaciones futuras?

Esto puede parecer un problema para el futuro. Luego de todo, el trabajo de He ha sido ampliamente condenado y los bebés de diseño son ilegales en muchos países, al menos por ahora.

Durante primaveras, Lulu, Cántico y un misterioso tercer bebé, cuya existencia solo se confirmó durante el litigio del irrefutable, fueron las únicas personas editadas genéticamente en el planeta.

Pero esto podría estar a punto de cambiar, gracias a la tiraje de “células somáticas”.

¿Qué es?

Se comercio de una nueva técnica que se está desarrollando para tratar una variedad de enfermedades devastadoras, desde oscuros trastornos metabólicos hasta la principal causa de ceguera pueril.

Imagen de una edición genética

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La tiraje de células somáticas podría curar muchas enfermedades, pero tiene sus riesgos.

Se considera que la tecnología representa un gran avance en el manejo de algunos de los trastornos hereditarios más difíciles de tratar, así como de enfermedades comunes como el cáncer.

Funciona así: en superficie de alterar el genoma de una persona mientras es un óvulo fertilizado o un embrión temprano, este método altera células ordinarias, como las de órganos específicos, como por ejemplo, el ojo.

Esto significa que los cambios no deberían ser heredados por la próxima vivientes. Pero, como ocurre con todas las ediciones de genes, no es tan simple.

“Digamos que estamos inyectando un editor de genoma en el cerebro para apuntar a las neuronas en el hipocampo”, dice Krishanu Saha, un bioingeniero de la Universidad de Wisconsin-Madison que actualmente forma parte de un consorcio que investiga la seguridad de esta técnica.

“¿Cómo nos aseguramos de que esos editores del genoma no viajen a los órganos reproductivos y terminen alterando un espermatozoo o un óvulo?”.

Por el momento, aún no se sabe qué tan probable es esto, pero Saha explica que es poco que están estudiando con detenimiento, especialmente porque parece que el tratamiento estará mucho más acondicionado durante la próxima plazo.

El año pasado se inyectó por primera vez un editor de genes en humanos, como parte de un disquisición clínico histórico.

Si las células reproductivas terminaran siendo alteradas, “ciertamente, tendríamos individuos que tienen nuevas variantes genéticas que podrían ser potencialmente muy problemáticas”.

Un prueba fallido

Pero primero, volvamos a las bebés chinas editadas genéticamente, para una clase magnífico sobre lo que puede salir mal cuando la técnica se maneja sin la debida precaución.

El objetivo de He era darles a las niñas una lectura del gen CCR5 que está lógicamente presente en en torno a del 1% de los europeos del septentrión.

Imagen del gen CCR5

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El receptor CCR5 proporciona un punto de entrada para el VIH.

Cuando las personas con este gen están expuestas al VIH, el virus no puede ingresar al sistema y, en consecuencia, son inmunes.

Este era el objetivo, pero no funcionó como el irrefutable esperaba. En cambio, tanto Lulu como Cántico portan genes CCR5 nuevos, que son completamente diferentes del gen común.

Cántico porta dos genes alterados, mientras que Lulu tiene uno desquiciado y uno común.

“Nunca antiguamente habíamos conocido estas proteínas CCR5 y no conocemos su función en el contexto de un ser humano”, dice Saha. “Básicamente estamos haciendo ese prueba ahora”.

Hoy la maduro parte de la tiraje de genes utiliza “Crispr“, una especie de tijeras genéticas desarrolladas en 2012 por las científicas ganadoras del premio Nobel Emmanuelle Charpentier y Jennifer A Doudna.

La tecnología se cimiento en el sistema inmunológico de muchas bacterias. Cuando se encuentran con una amenaza vírico potencial, copian y pegan parte del ADN del virus en su propio genoma, luego lo usan para desarrollar un par de tijeras que pueden identificar esa secuencia exacta. Si alguna vez lo vuelven a encontrar, simplemente lo recortan y lo desactivan.

Este es más o menos el mismo proceso para editar células humanas: los científicos usan una secuencia recorrido para mostrar al sistema Crispr dónde unir y cortar, lo que les permite apuntar a ciertos genes con precisión y cortar segmentos no deseados.

El propio sistema de reparación de la célula repara la ruptura, dejando un genoma perfectamente desquiciado. Sin bloqueo, esto no siempre va según lo planeado.

Unas tijeras cortado genes

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La técnica Crispr, desarrollada en 2012, permitió la tiraje genética.

Cambios no deseados

En el caso de las bebés chinas, el alteró una secuencia que resultó ser similar a la que se suponía que estaba cortando.

Es un problema popular: un estudio nuevo descubrió que la tiraje causaba cambios no deseados más de la centro de las veces.

Si admisiblemente se cree que los dos genes CCR5 de Cántico podrían protegerla del VIH, uno de los dos genes de Lulu mantuvo su lectura natural, lo que significa que podría ser susceptible al virus.

El prueba no solo terminó inventando nuevas mutaciones, sino que no alteró todas las células.

Este objetivo “baldosa” surge del hecho de que es más factible editar embriones que alterar un óvulo recién fertilizado, que consta de una sola célula.

Pero al editar un embrión, no todo se ve necesariamente afectado de modo uniforme por las ediciones: algunas células mantendrán su composición genética llamativo, mientras que otras se verán alteradas.

A medida que se desarrollan los diferentes órganos y tejidos, esta variación permanece, por lo que, si tuviera cuatro células iniciales, a una de las cuales se le dio un CCR5 mutado, podría terminar en el 25% de las células del cuerpo.

En 2018, cuando nacieron las gemelas, CCR5 era principalmente conocido por su capacidad para permitir que el virus del VIH ingresara a las células.

Hoy en día, existe un consenso emergente de que tiene una variedad de funciones, que incluyen el explicación del cerebro, la recuperación de accidentes cerebrovasculares, la enfermedad de Alzheimer, la propagación de ciertos cánceres y el resultado de una infección con otros patógenos.

“No sabemos cómo se verán afectadas las vidas de los bebés”, dice Saha, “qué tan susceptibles serán a varios tipos de enfermedades infecciosas y qué significa esto en términos de pandemias actuales y futuras”.

De hecho, se cree que las proteínas CCR5 típicas protegen contra una variedad de patógenos, como la malaria, el virus del Nilo Occidental, el virus de la encefalitis transmitida por garrapatas, la fiebre amarilla y virus respiratorios como la catarro, lo que sugiere que la tiraje pudo haberles robado a sus sujetos una aclimatación útil.

Un conejo sacando la lengua

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La tiraje genética suele tener resultados inesperados, como unos conejos alterados para ser más delgados que inexplicablemente terminaron con lenguas mucho más largas.

Alternativas

Sin bloqueo, no todo son malas parte. En primer superficie, no es seguro que la tiraje de células somáticas altere necesariamente las células reproductoras; es solo una posibilidad teórica.

Para acechar si esto verdaderamente está sucediendo, Saha y su equipo han estado trabajando con ratones de laboratorio, marcando las células alteradas con una proteína roja fluorescente para poder ver si al inyectar un ratón con un editor destinado, digamos, al cerebro, terminará afectando su semen o sus óvulos.

“Hemos conocido muchos glóbulos rojos en el cerebro”, dice Saha. “Hasta ahora, no hemos conocido nulo en los órganos reproductivos, lo cual es un buen resultado tranquilizador”.

En segundo superficie, no toda la tiraje somática tiene que ocurrir interiormente del cuerpo. Para algunos trastornos, como la anemia de células falciformes, el tejido afectado -en este caso, los glóbulos rojos- se puede extraer y tratar fuera del cuerpo.

Esto significa que el editor solo encuentra las células a las que se dirige, y casi no hay aventura de que las mutaciones se transmitan de vivientes en vivientes.

Finalmente, podría reducirse el uso de esta técnica a quienes no tengan riesgos de ocurrir esos cambios a una nueva vivientes. Por ejemplo, ofreciéndosela solo a pacientes que hayan pasado la tiempo fértil o que se acerquen al final de sus vidas.

Según Saha, es probable que haya muchas personas que estén dispuestas a ofrecer la posibilidad de tener hijos para mejorar su calidad de vida.

Él cree que el camino a seguir es cerciorarse de que los pacientes estén admisiblemente informados de los riesgos antiguamente de aceptar dichos procedimientos.

Un prueba intergeneracional

Pero digamos que terminamos con errores artificiales en el paquetes hereditario humano. ¿Exactamente qué tan permanentes podrían volverse?

Una mano de una mujer y una mano de un bebé

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¿Pasarán los errores genéticos de vivientes a vivientes?

Según el profesor Greely, quien ha escrito un manual sobre las implicaciones del esquema de He, la respuesta depende de qué hacen las ediciones y cómo se heredan.

“Es posible que simplemente mueran o se vean abrumados por el vasto mar de genes normales y la variación genética común”, dice.

“Algunas personas tienen el temor de que, si se hace un cambio, eventualmente todos los seres humanos llevarán ese cambio. Eso es verdaderamente poco probable a menos que el cambio sea muy, muy benefactor”.

Esto posterior es, por supuesto, una posibilidad. Ya sea que una mutación se genere mediante un error de tiraje o errores naturales, en ocasiones las mutaciones son avíos.

Algunos expertos incluso han sugerido que a los bebés CCR5 se les puede favor mejorado el cerebro de forma inadvertida.

El argumento se deriva de una investigación que muestra que la lectura natural del gen que heredan la mayoría de los humanos -el tipo que habrían tenido los bebés-, en efectividad suprime la “neuroplasticidad” del cerebro o la capacidad de crecer y reorganizarse.

Algunos estudios han demostrado que las personas que carecen de un CCR5 común pueden recuperarse de los accidentes cerebrovasculares más rápidamente y, según se informa, les va mejor en la escuela, mientras que los ratones sin una lectura pragmático de este gen tienen mejor memoria.

Sin bloqueo, hay algunas situaciones en las que las mutaciones raras pueden propagarse ampliamente, sean avíos o no.

Tomemos como ejemplo la enfermedad de Huntington, una afección desgarradora que gradualmente detiene el funcionamiento común del cerebro y finalmente causa la homicidio.

Es inusual para una enfermedad genética, porque, incluso si tienes una copia sana del gen, desarrollarás la enfermedad, lo que significa que sería esperable que eventualmente desaparezca.

Sin bloqueo, en el Charcal de Maracaibo, en el noroeste de Venezuela, hay una maduro concentración de personas con la enfermedad que en cualquier otro superficie del mundo.

Hay dos teorías sobre por qué esto estaría pasando. Una es que la enfermedad se materializa típicamente cuando las personas tienen en torno a de 40 primaveras, es afirmar, posteriormente de que la mayoría tuvo hijos, y potencialmente les pasó la enfermedad.

La segunda es el llamado Impacto Fundador, que distorsiona la distribución de genes en poblaciones pequeñas al permitir que los genes inusuales de los “fundadores” – los primeros miembros de la comunidad – se propaguen más ampliamente de lo habitual.

Lago de Maracaibo, en Venezuela

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En algunas aldeas del Charcal de Maracaibo, en Venezuela, los pobladores tienen un 50% de posibilidades de heredar la enfermedad de Huntington.

Se cree que los pacientes con Huntington en el Charcal de Maracaibo comenzaron con una sola mujer, María Concepción Soto, quien se mudó al dominio desde Europa a principios del siglo XIX.

Ella era portadora de la mutación mortal que la causa, que transmitió a más de 10 generaciones de descendientes, que alpargata a más de 14,761 personas vivas, a partir de 2004.

Si Cántico o Lulu se mudaran a un dominio menos poblada, con quebranto migración, como una isla aislada, o se unieran a un especie religioso con reglas estrictas sobre matrimonios mixtos, es posible que sus mutaciones establezcan una prevalencia relativamente ingreso en esa comunidad.

En China, donde se cree que viven, actualmente hay altas tasas de migración interna, por lo que es posible que sea menos probable que los genes se incrusten.

Posibles soluciones

Más allá de esto, Saha señala que pueden ocurrir muchas, muchas generaciones para que se pueda detectar cualquier patrón en la distribución de los errores genéticos.

Existe una alternativa obvia, aunque no hay fianza de que los humanos editados estén de acuerdo con ella: en superficie de permitir que las mutaciones artificiales se propaguen, simplemente podríamos corregirlas, utilizando la misma técnica que se utilizó para crearlas en primer superficie.

“Creo que es una posibilidad verdadero”, dice Greely. “O [si una persona tiene una copia sana, como Lulu] debería poder utilizar la selección de embriones, para cerciorarse de que su descendencia no reciba la lectura alterada”.

Sin bloqueo, esta alternativa se cimiento no solo en la voluntad individual, sino igualmente en que una persona sepa que sus células reproductivas han sido editadas, como puede no ser el caso de quienes se han sometido a una tiraje somática por una enfermedad que se manifiesta en otras partes del cuerpo.

Hexaedro lo poco que sabemos sobre las funciones de ciertos genes en nuestro entorno coetáneo, Saha cree que debemos ser más cautelosos al realizar cambios potencialmente milenarios.

“Me sorprendo todos los días por cuántas funciones diferentes tienen los genes; trato de ser lo más humilde posible en términos de hacerse cargo que sé todo lo que haría una mutación genética en una célula humana”, dice.

“Estos son genes que han estado involucrados en nuestro genoma durante miles de primaveras, si no más, por lo que asimilar cómo funcionarán para los humanos en diferentes contextos durante los próximos cien primaveras es verdaderamente un desafío”.

Para osar si una tiraje es ética, es posible que primero necesitemos comprender en qué tipo de mundo futuro podría permanecer.

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