INVESTIGACIÓN BIOMÉDICA

LOS NUEVOS RETOS DE LA INVESTIGACIÓN BIOMÉDICA PARA CONTROLAR ENFERMEDADES

Por Julián Gómez-Cambronero

El Dr. Julián Gómez-Cambronero, natural de Manzanares (Ciudad Real), es Visiting Professor en Brigham and Women's Hospital de Harvard Medical School (Boston) y Brage Golding Distinguished Professor of Research (Biochemistry and Molecular Biology) en Wright State University School of Medicine (Ohio).

Hablemos de salud y de los avances de la investigación biomédica que tratan de buscar soluciones para curar las enfermedades que aún persisten en el siglo XXI. 

La fundación alemana Else Kröner-Fresenius-Stiftung (EKFS) se dedica a promover la investigación médica y proporcionar ayuda humanitaria a los países en desarrollo. En el verano de 2014, la fundación reunió en Lindau a 40 científicos (premios Nóbel, jóvenes investigadores y editores de publicaciones científicas) para responder a esta pregunta, ¿A dónde nos llevará la investigación médica el futuro cercano? La EKFS y otras asociaciones biomédicas, has considerado como prometedores los siguientes campos de investigación: el origen biológico de las enfermedades mentales, el microbioma humano, el cáncer y la medicina regenerativa. 

Hablemos ahora de estos temas y de otros muchos que han ido surgiendo de manera vertiginosa en biomedicina en los últimos años.

1. El origen biológico de los trastornos mentales. A pesar de los avances en el diagnóstico y la terapia de las enfermedades mentales (esquizofrenia, depresión, psicosis maníaco-depresiva, fobias…), y neurodegenerativas (Alzheimer, Huntington, Parkinson…); no se sabe a ciencia cierta el origen biológico (genético o molecular) concreto; si se supiera, se podrían diseñar nuevos fármacos para poder ayudar a las personas que las padecen. Las nuevas técnicas de imagen funcional y los últimos avances en genómica están permitiendo que se dediquen fondos públicos para el análisis de la estructura, integración funcional y metabólica del cerebro, aparte del uso de células madre inducidas que van a revolucionar el campo de la neurobiología.

El primer ejemplo de las nuevas iniciativas es el ‘Proyecto Cerebro Humano’ europeo. Su líder, Henry Markram, presentó hace 10 años su visión de simular matemáticamente 86 mil millones de neuronas y 100 mil millones de sinapsis en una supercomputadora, indicando de paso que tal modelo matemático podría incluso ser capaz de tener conciencia; y que avanzaría el descubrimiento de fármacos la eliminación de ciertos tipos de experimentos con animales. A pesar de que muchos neurocientíficos fueron escépticos, la Unión Europea otorgó en Enero de 2013 mil millones de euros, repartidos en 10 años, para construir el “cerebro simulado”. Hay problemas actuales de liderazgo del proyecto, pero las promesas de lo que se lograría para la neurociencia, la medicina, la robótica y la tecnología de la computación, siguen adelante.

Casi en paralelo, EE.UU. dio a conocer el programa BRAIN, dotado inicialmente con 250 mil millones de dólares para los próximos 3 años. La mayor incidencia hoy en día y el gran costo para la sanidad de los trastornos mentales, combinado con el entusiasmo por las nuevas tecnologías, aunó a los responsables políticos y científicos para iniciar una nueva ola de la investigación del cerebro. Otros países han anunciado importantes iniciativas en neurociencia.

2. La ingeniería de tejidos y estructuras celulares, medicina regenerativa 3D y órganos minúsculos en microchip. La regeneración y reconstrucción de órganos implica un enorme potencial científico y clínico y la investigación académica e industrial están invirtiendo masivamente en este área. Ciencia, Ingeniería y Biología se aúnan en este tema, con el último objetivo de reemplazar, en el futuro, tejidos y órganos enfermos.

En este sentido, las células madre pluripotentes inducidas (iPSC) han recibido mucha atención. Pero tampoco debemos olvidar los trasplantes (de momento de forma experimental), de órganos de cerdo. Debido a complejidades del sistema inmunológico y la posibilidad de infección por virus, las grandes empresas farmacéuticas abandonaron este campo en la década del 2000. Pero esto puede revertirse ahora, gracias a la mejora de los fármacos inmunosupresores y a los avances en las tecnologías de edición genómica. Se piensa en editar los genes del cerdo para evitar el rechazo o infección y hacer en el futuro posible transplantes de riñón, córnea, pulmón, hígado, corazón y páncreas.

3. Técnica de edición genómica CRISPR. Consideremos a continuación la revolucionaria Técnica de Edición Genómica (CRISPR/Cas9) ("Repeticiones Interespaciadas Palindrómicas Cortas Agrupadas y Regularmente"). La edición genómica trata de modificar los genes de organismos para corregir anomalías genéticas. Las descubridoras de esta técnica (en 2013), Emmanuelle Charpentier de la Universidad de Umeå y Jennifer Doudna, de la Universidad de California en Berkeley, recibieron el último Príncipe de Asturias. El sistema CRISPR tiene su base molecular en cómo las bacterias se protegen de ataques virales. La técnica "edita" o "corrige" el genoma de cualquier célula. Podríamos pensar en unas “tijeras moleculares” que pueden cortar cualquier molécula de ADN de una manera muy controlada y precisa. Se puede modificar la secuencia, tanto eliminando un gen (o genes) o insertando un nuevo segmento de ADN.

Esta ‘herramienta molecular’ serviría para identificar y corregir genes defectuosos para curar enfermedades cuya causa genética sea conocida. Es parecido a la ‘terapia génica’ y los objetivos iniciales podrían ser enfermedades causadas por mutaciones de un solo par de bases en el ADN, como la fibrosis quística, la hemofilia y ciertos tipos de anemia.

Pero, ¡cuidado! esta técnica también puede ser utilizada para modificar los genomas de embriones humanos... lo que causó un gran furor el año pasado cuando investigadores en China la aplicaron a un embrión humano no viable para modificar el gen responsable de un trastorno sanguíneo potencialmente fatal. A este respecto, el director de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) de EE.UU. Francis Collins, consciente de las graves consecuencias éticas, se pronunció de forma tajante: no se permitirá ni financiará ningún uso de las tecnologías de edición genética en embriones humanos.

4. Nuevas armas contra el cáncer. Lo primero que necesitan, tanto médicos como pacientes) son nuevas directrices para la frecuencia de mamografías y a partir de que edad son indicadas, en el cáncer de mama, por una parte, y como de aplicable es el PSA (que es sabido produce falsos positivos) como único criterio para el cáncer de próstata. Aparte de esto, se hizo en 2015 gran énfasis en ‘la medicina individualizada’ y el impulso de la inmunoterapia de la que hablaremos a continuación.

Es de resaltar que el vicepresidente de EE.UU. Joe Biden, ha lanzado la iniciativa "moonshot" contra el cáncer, con una dotación inicial de 264 millones de dólares en fondos. Biden dijo que el tema era muy personal para él, pues su hijo mayor Beau, murió en Mayo de 2015 de cáncer cerebral a los 46 años. Y en el discurso del Estado de la Unión en Enero, el Presidente Obama dijo que quería que EE.UU. fuese "el país que cure el cáncer de una vez por todas". Su gobierno hará todo lo que sea posible: a través de la financiación, incentivos específicos, el aumento de la coordinación del sector privado y el intercambio de datos médicos, para apoyar la investigación y permitir el progreso en lo que llamó “un compromiso nacional”.

5. La prometedora ‘inmunoterapia’ contra el cáncer. Mención especial en la lucha contra el cáncer merece la inmunoterapia, como tratamiento que trata de restaurar o intensificar la capacidad del sistema inmunitario para detectar y combatir el cáncer “desde dentro”, destruyendo las células anormales. La inmunoterapia engloba varias ideas y diseños experimentales: Uno sería el de la transferencia celular adoptiva, consistente en extraer del paciente ciertos glóbulos blancos que han invadido el tumor del paciente (“linfocitos T citotóxicos infiltrados en el tumor”), seleccionar en el laboratorio las células con actividad antitumoral, aumentar su población y activarla, para después volverlas a inyectar al paciente y esperar a que destruyan las células tumorales.

Otra vertiente sería la de vacunas para el tratamiento del cáncer. En realidad no son “vacunas" en el sentido ordinario en medicina preventiva, que se administran antes de que una enfermedad infecciosa aparezca; sino que éstas ‘vacunas’ están diseñadas con el fin de tratar cánceres ya existentes mediante el fortalecimiento de las defensas naturales del organismo tratando de detener su crecimiento, reducirlo e incluso evitar una recaída.

Otra variante de la inmunoterapia es el uso de sustancias naturales que están en la sangre o en los tejidos, como citocinas (interferones e interleucinas) o células dendríticas contra las células cancerosas. Finalmente, los anticuerpos monoclonales se pueden unir a compuestos radioactivos o agentes quimioterapéuticos que llevarían la radiación directamente a las células cancerosas. Muchos de los temas citados están aun en fase experimental o de ensayos clínicos, pero se prevé que su aplicación se lleve a cabo pronto, posiblemente combinaciones de la inmunoterapia, la quimioterapia y nuevos fármacos llamados "diana" que son muy precisos.

Conclusión (en clave de esperanza). Los obstáculos para las aplicaciones de las nuevas terapias son numerosos, no solo científicos, sino también administrativos, éticos y culturales. La buena noticia es que hoy existe un optimismo real, casi una ‘revolución’ entre los investigadores que luchan día a día por encontrar las claves para ayudar a tantos pacientes que aun siguen esperando la cura a sus enfermedades. Las áreas descritas prometen nuevos conocimientos para continuar la investigación en el laboratorio y su aplicación clínica. Los avances continuarán en 2016 y más allá, no hay duda. Sigamos teniendo esperanza en nuestros investigadores y su labor en el laboratorio y en un futuro que irá encontrando respuestas para devolvernos la salud.