Aplicaciones De Biología Molecular En La Medicina

Introducción

Cada día son más los avances tecnológicos que se desarrollan para ser utilizados en la vida cotidiana y que pueden ser adquiridos por cualquier persona para mejorar su calidad de vida. Además, se están produciendo numerosos avances también, en el área biotecnológica que buscan al igual, proporcionar una mejor solución a los problemas que se presentan tanto en la sociedad, como en la naturaleza; ya sean enfocados en el área médica, en el área ambiental, en el área agrícola o pecuaria, entre otras.

La población desconoce gran parte de estos avances, debido a que hay muchas limitantes éticas porque para probar este tipo de soluciones se requiere la experimentación en seres vivos, por otro lado lo que se puede conseguir seria una solución amigable y efectiva para muchos males que nos aquejan en la actualidad.

Como tema central hablaremos de las alternativas médicas en el tratamiento de algunas enfermedades de origen genético así como del desarrollo de vacunas más efectivas y con menos efectos adverso. También analizaremos a grandes rasgos de lo que trata el proyecto del genoma humano el cual ayudara a ubicar en que región exacta del DNA se encuentra la mutación que provoca alguna enfermedad.

Además de la producción directa de productos proteicos para usos terapéuticos (una aplicación ya bien conocida), la genética molecular es aplicada hoy en día en numerosas áreas de la medicina, como son la producción de vacunas, el análisis clínico, el diagnóstico genético y las terapias génicas. En este trabajo se mencionan algunas de las áreas más desarrolladas.

APLICACIONES DE LA GENÉTICA MOLECULAR A LA MEDICINA

Producción de Vacunas

“Las vacunas son suspensiones de bacterias o virus vivos, atenuados o muertos que se ponen en contacto con un posible huésped para estimular la inmunidad y evitar la enfermedad”.

Los primeros hallazgos científicos y médicos que condujeron al hallazgo y desarrollo de estas medidas de prevención de enfermedades se llevaron a cabo en Europa, después del siglo XVII, donde la primera vacuna con éxito fue demostrada por el médico inglés Edward Jenner (1749 – 1823), quien observó que los ordeñadores mostraban inmunidad a la viruela y que esto se relacionaba con el contagio accidental de una infección benigna del ganado vacuno (de allí el nombre de vacuna) similar a la viruela humana. Jenner estudió la enfermedad animal y sus efectos en los contagiados, además, experimentalmente la inoculó en niños y pudo demostrar la eficacia de su vacuna, ya que éstos se resistieron ante las epidemias de viruela siguientes. Sin embargo, en algunos pacientes se mostraron algunas reacciones adversas al tratamiento, tales como reacciones inflamatorias muy serias en el sitio de inoculación.

Después de casi un siglo, Louis Pasteur (1822 – 1895) en Francia, postuló su teoría microbiana de las enfermedades y con esto se inició la búsqueda de los agentes responsables de éstas. Gracias a sus estudios, se obtuvieron los primeros cultivos bacterianos y se identificaron los microorganismos responsables de algunos padecimientos clínicos tanto de animales como del hombre.

El impacto epidemiológico alcanzado a nivel mundial con la aplicación de las vacunas ha sido realmente espectacular, como lo indica la significativa reducción de morbilidad* y mortandad a consecuencia de padecimientos contra los cuales se dispone de algún producto inmunoprofiláctico**. El mejor ejemplo de lo anterior lo representa la viruela que, gracias a la vacunación, fue erradicada de México en el año de 1951 y mundialmente en 1977.

En México, actualmente las campañas de vacunación son coordinadas por el Sistema Nacional de Salud (SNS) que está integrado por la Secretaría de Salud (SS), el Instituto Mexicano del Seguro Social (IMSS) y el Instituto de Seguridad Social al Servicio de los Trabajadores del Estado (ISSSTE).

Características de las Vacunas

La vacuna es un preparado de antígenos que una vez dentro del organismo provoca la producción de anticuerpos y con ello una respuesta de defensa ante microorganismos patógenos. Dos términos importantes en el tema de las vacunas son la inoculación y la inmunización. Inoculación indica la administración de una vacuna o toxoide***. Inmunización se refiere al modo de inducir o conferir inmunidad a cualquier medio, sea con medidas activas o pasivas. La inmunización activa consiste en estimular el sistema inmune mediante la administración de antígenos, que son moléculas capaces de inducir respuestas inmunológicas; mientras que la inmunización pasiva se basa en proporcionar una protección temporal administrando sustancias inmunitarias obtenidas fuera del organismo. Por tanto, los agentes inmunizantes son las vacunas, los toxoides y los preparados de inmunoglobulinas*.

El éxito de las vacunas está significativamente influenciado por cinco factores:

1. La naturaleza y la dosis de inmunógeno.

2. El adyuvante o excipiente usado en la formulación.

3. El cuadro de inmunización

4. La ruta de administración.

5. El estado inmune de la persona que va a ser vacunada, que a su vez está determinado por la edad y la enfermedad.

La vía de administración determina en parte por la rapidez y la naturaleza de las respuestas inmunitarias a las vacunas. Éstas pueden administrarse por vía oral, intranasal, intradérmica, subcutánea o intramuscular. Para seleccionar el sitio de aplicación de las vacunas se recomiendan las áreas en donde existe el menor riesgo de daño neurológico, vascular o de tejidos locales.

La selección de las vacunas recomendadas en salud pública debe considerar su inmunogenicidad, la protección o efectividad clínica que confieren, su especificidad antigénica, el tipo de vacuna (atenuada o inactivada) disponible, los riesgos de que sobrevengas efectos adversos y contraindicaciones, sus costos y la factibilidad de su aplicación masiva.

El desarrollo de las vacunas depende de la aplicación sistemática de una estrategia en cuatro fases:

1. Estudios en animales para identificar el antígeno protector.

2. Determinación de la forma eficaz de la presentación de este antígeno al sistema inmune.

3. La valoración de la inocuidad y la inmunogenicidad de la vacuna, primero en poblaciones pequeñas y después en grandes poblaciones con distintas edades.

4. La valoración de la inocuidad y eficacia en la población mundial.

Obtención de Vacunas Recombinantes

El desarrollo de la tecnología del ADN recombinante (ADNr) ha permitido modificar genéticamente a los agentes productores de enfermedades y crear nuevos inmunizantes que anteriormente se consideraban imposibles. Se espera que los resultados de la investigación en genética microbiana, biología molecular e inmunoquímica permitan obtener pronto vacunas químicamente más definidas.

Las llamadas vacunas de nueva generación incluyen aquellas que no se preparan con un enfoque tradicionalista, es decir, no utilizan al patógeno completo, virus, bacteria o protozoario atenuada o muerto. Su desarrollo incluye la información inmunológica y también, los avances en las técnicas de ADNr. Con este enfoque, las nuevas vacunas sólo incluyen algunas moléculas, nativas o recombinantes, partes de éstas (péptidos sintéticos) o en su defecto, anticuerpos anti-idiotipo* que mimetizan alguna estructura original en el patógeno.

También es posible producir vacunas mediante el uso de proteínas inmunogénicas o bien péptidos sintéticos. En este caso es importante la selección del fragmento, la presentación en forma de proteínas encapsuladas en liposomas o unidas a su superficie y que ayuden a potenciar la respuesta inmune. En esta etapa es necesario realizar la cuantificación de los anticuerpos por el método inmunoenzimático o de ELISA, donde los anticuerpos presentes en el líquido ascítico**, se presentan frente al péptido que les dio origen o frente al virus completo, para adelantar las pruebas de su capacidad neutralizante. Estas vacunas presentan algunas ventajas sobre las vacunas tradicionales entre las que se pueden mencionar: la seguridad, ya que las sintéticas no emplean el patógeno como un componente de la vacuna; la especificidad de la respuesta inmune y la posibilidad de preparar vacunas contra varios patógenos (vacunas multivalentes). Se ha encontrado que este tipo de vacunas sintéticas podría ser utilizado en el tratamiento y prevención de enfermedades autoinmunes y el cáncer de ganglios linfáticos.

En otras investigaciones se está viendo la posibilidad de liberarse de las agujas para la aplicación de las vacunas y diseñar nuevas formas de administración, entre las que destacan las vacunas orales o comestibles, los aerosoles para inhalación, o un dispositivo que use gases comprimidos a alta presión para liberar dosis de preparaciones de vacunas subcutáneas.

En 1990, se propuso el desarrollo de vacunas orales que fueran seguras, estables al calor y fácilmente accesibles. Este objetivo dio origen a la producción de vacunas orales en tejido comestibles de plantas transgénicas. “Las principales estrategias para la producción de vacunas en plantas son: la transformación genética del genoma nuclear de la plante usando vectores genéticos y la manipulación del genoma del virus patógeno de la planta.”

El antígeno de superficie expresado en tabaco transgénico fue la primera vacuna recombinante desarrollada contra la hepatitis B. A causa de los altos alcaloides tóxicos en las hojas de las plantas del tabaco,

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