Mientras la actividad física y los hábitos saludables contribuyen a mantenernos sanos, ¿qué se puede hacer ante enfermedades programadas en nuestros genes? Las enfermedades genéticas representan un desafío significativo, ya que muchas son hereditarias, carecen de cura y tienen pocas opciones de tratamiento. Para prevenir estas afecciones desde su origen, sería necesario modificar nuestros genes, y específicamente, realizar estas modificaciones en las etapas más tempranas del desarrollo. La edición de células germinales es una técnica que podría permitir a los profesionales de la medicina prevenir enfermedades antes de que comiencen.
¿Qué es la Edición Genética de Células Germinales y Cigotos?
La modificación genética es un proceso que emplea tecnologías de laboratorio, como la ingeniería genética, para alterar la composición del ADN de un organismo. Esto puede incluir un cambio en un único par de bases, la eliminación de una región del ADN o la adición de un nuevo segmento. La edición del genoma es un grupo de tecnologías que brindan a los científicos la habilidad de cambiar el ADN de un organismo, permitiendo agregar, quitar o alterar material genético en lugares específicos.
La edición de células germinales se enfoca únicamente en las células reproductivas. Estas células, también conocidas como germinales, incluyen espermatozoides y óvulos, así como los óvulos fertilizados, denominados cigotos. En contraste con la edición de células somáticas, que afecta solo a ciertas células y tejidos del individuo y no se transmite a la descendencia, la edición de células germinales está diseñada para tratar de prevenir enfermedades genéticas antes de que aparezcan y, fundamentalmente, sus modificaciones pueden ser hereditarias por siguientes generaciones.
Impacto de la Edición en Células Germinales
La modificación genética de un organismo requiere alterar todas sus células individuales. Por esta razón, el cambio debe realizarse en el óvulo o el espermatozoide. Al modificar células reproductivas, la edición genética puede afectar todas las células del individuo, ya que todas las células del cuerpo se generan a partir de las células germinales. Así, cualquier edición presente en estas células germinales estará también en todas las células de un individuo completamente desarrollado. Además, los individuos que se desarrollen bajo estas condiciones pasarán estas modificaciones a sus propios óvulos o espermatozoides, asegurando la herencia de dichas alteraciones.
La Técnica CRISPR-Cas9
Se han desarrollado varios enfoques de edición del genoma, siendo el más conocido CRISPR-Cas9 (acrónimo de "repeticiones palindrómicas cortas agrupadas regularmente interespaciadas asociadas a la proteína 9"). Esta técnica revolucionaria se basa en un sistema de defensa inmunitaria natural de las bacterias.
Cuando las bacterias son infectadas por un virus, capturan pequeños fragmentos del ADN viral y los insertan en su propio ADN en un patrón particular, creando segmentos conocidos como arreglos CRISPR. Estos arreglos permiten a las bacterias "recordar" los virus. Si los virus atacan de nuevo, las bacterias producen segmentos de ARN a partir de los arreglos CRISPR para reconocer y unirse a regiones específicas del ADN viral. Los pioneros de esta técnica, como Jennifer Doudna y Emmanuelle Charpentier, lograron adaptar este mecanismo para editar el ADN.
Para la edición, los investigadores crean una pequeña pieza de ARN con una secuencia "guía" corta que se adhiere a una secuencia objetivo específica del ADN de una célula. Este ARN guía se une también a la enzima Cas9 (u otras como Cpf1). Cuando se introduce en las células, el ARN guía reconoce la secuencia de ADN deseada y la enzima Cas9 corta el ADN en la ubicación objetivo, reflejando el proceso bacteriano. Una vez realizada la modificación, el nuevo ADN se introduce en la célula y esta lo usa como propio, fabricando o dejando de fabricar las proteínas correspondientes. Esta capacidad de introducir cambios en el genoma con enorme precisión ha convertido a CRISPR en una herramienta muy importante en la medicina genómica y la prevención de enfermedades.
Aplicaciones Potenciales y Desafíos
La edición de células germinales ofrece un gran interés en la prevención y tratamiento de enfermedades humanas. Muchas enfermedades genéticas son hereditarias, no tienen cura y presentan pocas opciones de tratamiento. Estas enfermedades, como la distrofia muscular de Duchenne, Huntington, fibrosis quística, o el síndrome de Angelman, podrían ser objetivos de la terapia de edición de línea germinal. Su modificación podría detener algunas de estas enfermedades genéticas antes de que afecten a una persona y prevenir su transmisión a futuras generaciones.
Actualmente, la edición del genoma se utiliza en células y modelos animales en laboratorios de investigación para comprender enfermedades. Se explora en investigación y estudios clínicos para una gran variedad de enfermedades, incluyendo trastornos de un solo gen como la fibrosis quística, la hemofilia y la anemia falciforme. Sin embargo, la edición de la línea germinal en humanos es aún altamente debatida y se estudia con cautela en todo el mundo.
Consideraciones Éticas, Legales y Sociales
Debido a que la edición de la línea germinal puede afectar a futuras generaciones, esta tecnología ha generado una profunda preocupación entre científicos y la sociedad. La edición del genoma de las células germinales y del embrión plantea una serie de desafíos éticos, incluyendo la posibilidad de usar esta tecnología para "mejorar" rasgos humanos normales, como la altura o la inteligencia, lo que se conoce como eugenesia. Esta idea de crear seres humanos genéticamente mejorados no es admitida desde una postura bioética responsable.
Riesgos y Limitaciones Técnicas
A pesar del potencial de la edición génica con CRISPR-Cas9, su aplicación es aún insegura y puede ser fuente de errores. Uno de los principales riesgos son los efectos "off-target", es decir, modificaciones no buscadas e impredecibles en el genoma. Además, los cambios pueden no ser idénticos en cada una de las células embrionarias iniciales, resultando en un organismo mosaico genético, donde coexisten poblaciones de células con diferencias en su dotación genética.
Otro desafío reside en la complejidad de las enfermedades poligénicas, determinadas por múltiples genes. Los estudios actuales que analizan las diferencias de una sola base (SNPs) para evaluar el riesgo de estas enfermedades no siempre identifican alelos causales ni son suficientes para predecir con precisión el grado de variación en la prevalencia de una enfermedad tras la edición. Muchas variantes asociadas con enfermedades poligénicas pueden tener "efectos pleiotrópicos" (producción de efectos fenotípicos aparentemente no relacionados) o "epistáticos" (interacción de un gen sobre la expresión de otros genes no alélicos), complicando aún más la predicción de los resultados. Además, no se contempla adecuadamente el factor ambiental, ya que los alelos "protectores" en un entorno podrían no serlo en otros.
El Caso de Lulu y Nana y el Consenso Internacional
La comunidad científica internacional reaccionó con estupor al anuncio en 2018 del nacimiento de las primeras bebés "editadas" genéticamente en China, Lulu y Nana. El investigador He Jiankui modificó el ADN de los cigotos de las niñas para hacerlas resistentes al VIH, basándose en la deleción natural delta32 del gen CCR5, que confiere resistencia al virus. Sin embargo, esta intervención fue ampliamente criticada por varias razones:
- Falta de necesidad médica: Existen muchas maneras de evitar el contagio por VIH y de tratar la infección.
- Riesgos impredecibles: Perder parte de un gen no es necesariamente una ventaja; las personas con la deleción delta32 del gen CCR5 pueden ser más sensibles a otros virus, como el de la hepatitis C.
- Mosaicismo: Se confirmó que las niñas presentaban mosaicismo, lo que significa que la dotación genética de todas sus células no era idéntica, introduciendo una heterogeneidad indeseable.
- Falta de transparencia y ética: El proceso careció de transparencia, no se evaluaron adecuadamente los beneficios y riesgos potenciales, y se rompió un consenso internacional que desaconseja estas prácticas en embriones humanos para fines reproductivos.
En 2015, la primera Cumbre de Edición Genética en Humanos declaró que sería irresponsable realizar edición genética en células germinales hasta que los criterios de eficacia y seguridad fueran resueltos y hubiera consenso sobre su aplicación. Este criterio no existe para ninguna aplicación clínica actual. La UNESCO, en la Declaración Universal sobre el Genoma Humano y los Derechos Humanos de 2003, señaló que el genoma humano es patrimonio de la humanidad, y que la identidad genética de cada persona se establece en el momento de la fecundación, por lo que cualquier tecnología que ponga en riesgo esta vida se considera contraria a la ética.
Modificación genética pero ¿y la ética?
El Embrión Humano y la Bioética
La manipulación de embriones humanos jóvenes ha sido posible gracias a los avances en la Medicina de la reproducción (Procreática) y la Genética médica. Estas disciplinas han ampliado el conocimiento sobre la biología y enfermedades del embrión, así como la capacidad de corregir errores genéticos. No obstante, también han asumido una enorme responsabilidad ética.
En la comunidad científica y en la sociedad, existe un consenso casi universal que distingue la terapia génica en células somáticas (que no plantea reparos éticos especiales) de la modificación genética de células germinales o embriones jóvenes. Esta última, en muchos lugares, está prohibida por ley o sujeta a una moratoria indefinida. Este consenso se basa en el temor a que los intentos de terapia génica puedan causar daños transmisibles a la progenie y en el rechazo a la eugenesia.
Las oportunidades que ofrece la Embriología clínica están mayormente ligadas a la fecundación in vitro (FIVET). Durante esta fase, los embriones jóvenes pueden ser sometidos a pruebas diagnósticas para determinar anormalidades cromosómicas y genéticas. Por ejemplo, es posible detectar la trisomía 21 (síndrome de Down) o alteraciones cromosómicas frecuentes en cigotos. El diagnóstico genético preimplantatorio permite seleccionar embriones "normales" para la transferencia uterina, mientras que aquellos que no cumplen los requisitos son descartados, lo que plantea serios dilemas éticos. La complejidad técnica de estas intervenciones es notable, y el mero hecho de congelar y descongelar embriones conlleva una alta tasa de mortalidad embrionaria.
Desde una perspectiva médica, el embrión y el feto deben ser tratados con el mismo respeto ético y asistencia médica que cualquier otro paciente, con servicios diagnósticos, preventivos y terapéuticos. La naciente Medicina embriofetal se guía por criterios de eficiencia y riesgo tolerable, y no se considera éticamente aceptable una política de eliminación sistemática de embriones o fetos enfermos o "excesivos", como se practica en la "reducción selectiva".
Regulación Internacional y Nacional
La legislación que regula el uso de embriones para experimentos de edición genética varía significativamente entre países. Si bien algunas naciones aprueban la creación de embriones humanos para investigación bajo condiciones específicas, otras prohíben explícitamente cualquier intervención genética en embriones, como es el caso de la legislación alemana. La resolución del Parlamento Europeo A 2-327/88 sobre la manipulación genética exige prohibir experimentos que busquen modificar arbitrariamente el programa genético humano y establecer sanciones penales para quienes transfieran genes a los gametos humanos, buscando salvaguardar la identidad genética del embrión.
Para caracteres poligénicos, es importante considerar que las mejoras en el bienestar podrían lograrse mediante acciones que mejoren el ambiente, un factor extraordinariamente relevante en el bienestar humano, especialmente en las manifestaciones fenotípicas de los caracteres poligénicos, sin recurrir a la edición genética.
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