¿Vida sintética?

Nace la vida artificial

Titulares así acompañaban hace ya un año la noticia de la creación del primer genoma sintético a cargo del equipo de investigación de Craig Venter, conocido también por su papel en el proyecto de secuenciación del genoma humano, concretamente como cabecilla del consorcio privado, que tenía intención de patentar la secuencia para lucrarse de su uso. Pero bueno, dejando a un lado a Venter, ¿crearon vida artificial? No exactamente.

A día de hoy, y dejando en la frontera el tema de los virus, todo organismo vivo está compuesto por células. La célula es la unidad mínima de vida independiente y con capacidad para autoreproducirse. Que conozcamos.

Nosotros somos organismos multicelulares, pero existen otros, como las bacterias que son unicelulares, es decir, una bacteria es una única célula.

De la misma manera que el cuerpo tiene diferentes partes y compartimentos, cada uno con sus componentes y funciones, una célula es similar pero en menor escala. Uno de los compartimentos principales de la célula es el núcleo, ya que en él está la información (ADN) necesaria para mantener la célula funcionando y para fabricar nuevas. La célula que "vemos" (con su forma, sus funciones, su capacidad de moverse o no, etc) es un reflejo de lo que está codificado en su ADN, en su genoma. Pero el genoma de por si solo no se considera vida, aunque sea imprescindible para que ésta exista. 

Lo que el equipo de Venter consiguió fue reproducir de forma artificial el genoma entero de una bacteria, habiendo previamente introducido tooooda la información en un ordenador, y siendo éste quien dictaba la síntesis. Pero una vez lo tuvieron sintetizado hubo que introducirlo en una bacteria (a la que le habían quitado su genoma original para introducir el artificial) para que realmente se pudiera considerar que el experimento había sido un éxito, ya que si esa bacteria era capaz de vivir con un genoma artificial quería decir que durante la síntesis por ordenador no se habían olvidado de añadir ningún elemento importante.

Si había diferencias entre el genoma original y el artificial (por ejemplo, el segundo  expresara además para una proteína azul), aunque en un principio todas las partes de la célula fuesen producto del genoma original, a medida que el artificial se fuera activando y expresando, la célula cambiaría ligeramente su forma o su contenido (por ejemplo, empezaríamos a ver proteínas azules que irían sustituyendo a las que aún quedasen fruto del genoma anterior).

Es un matiz, pero es importante. No crearon vida artificial, sino que crearon una macromolécula artificial ESENCIAL para la vida.

Es posible que nunca antes se hubiera sintetizado un genoma entero, pero sí partes, de manera que algunas de las técnicas que ellos usaron no fueron genuinas, pero sí lo fue el proceso en conjunto.

Es un avance importante, un pasito más que nos acerca a la cuestión de qué es la vida porque sin duda, que ésta pueda llegar a ser creada de cero algún día en un laboratorio obliga a replantearse algunas de las bases sobre las que estamos sentados ahora. Si vida y máquina se van fundiendo, ¿dónde está el límite? 

Bacteria artificial, por Casandra

Defendiendo el cuerpo (II)

Existen numerosos movimientos que se oponen a la vacunación. Este rechazo puede deberse a motivos religiosos (y en ese caso, poco hay que discutir aquí) o éticos, por considerar que la vacunación obligatoria como una intromisión del gobierno en una cuestión que debería ser de elección personal, como expresión de libertad individual. Existen otras personas, la mayoría, que se muestran preocupadas por la seguridad o eficacia de las vacunas. O por la verdadera necesidad de éstas.

Aquí mis comentarios.

De su obligatoriedad:

Sobre la obligación de vacunarse, según lo que he podido traducir -y que me corrija quien sepa más de leyes que yo- de la Ley 14/1986, de 25 de abril, General de Sanidad, "las vacunas contra la viruela, la difteria y contra infecciones tíficas podrán ser declaradas obligatorias por el gobierno cuando, por la existencia de casos repetidos de estas enfermedades o por el estado epidémico del momento o previsible, se juzgue conveniente. En todas las demás infecciones en que existan medios de vacunación de reconocida eficacia total o parcial y en que esta no constituya peligro alguno, podrán ser recomendados y, en su caso, impuestos por las autoridades sanitarias". Es difícil delimitar eso de "no constituir peligro alguno", ¿peligro si implica riesgo de muerte?¿o cosas menos severas ya valen?

En otro punto de la ley (artículo 10.9) indica en qué casos podemos vernos privados de nuestro derecho a negarnos al tratamiento. De ésto deduzco que salvo casos excepcionales o de epidemias inminentes, uno puede negarse a ser vacunado o a vacunar a sus hijos, sin que vaya en contra de la ley ni de sus derechos.

De su composición:

Sí que podemos conocer la composición de las vacunas (ejemplo). El prospecto es tan detallado como el de cualquier otro fármaco. Y a pesar del argumento de muchos detractores de la presencia de mercurio en la composición, de los prospectos que he revisado ninguno contenía, aunque sí reconocían el uso de aluminio como adjuvante pero parece que no hay datos que demuestren su toxicidad. Si no reunimos los conocimientos necesarios para evaluar por nosotros mismos si la dosis y composición son adecuadas -lo que es habitual-, no queda más que confiar del mismo modo que confiamos en la composición de la aspirina. E incluso si tuviéramos ciertos conocimientos, si no disponemos de las herramientas para verificar de forma directa (en un laboratorio) la información que nos dan, continuaríamos fiándonos de lo que nos dicen, aunque en un nivel de conocimiento mayor. 

De su eficacia y seguridad:

Existen vacunas a las que los años de uso "avalan" su eficacia e inocuidad. Pero cada día aparecen nuevas vacunas y nuevas tecnologías. Que las veteranas no conlleven riesgos mayores no nos permite abrazar ciegamente a las nuevas. Aunque es verdad que las metodologías para testar la calidad y seguridad de las vacunas han ido desarrollándose a la par que éstas, y actualmente disponemos de pruebas capaces de detectar riesgos potenciales con una sensibilidad imposible hace unos años. Estas nuevas técnicas han detectado algunos contaminantes de vacunas que suscitan preocupaciones teóricas en relación con su inocuidad, pero parece que su presencia entraña menos peligro que el hecho de dejar de administrar la vacuna. No creo que ni los propios fabricantes hayan afirmado que sus vacunas sean perfectas. Las vacunas no son perfectas, ni las personas vacunadas están exentas de enfermar. Generalmente se escoge la vacuna con mayor espectro de acción y menor número de efectos secundarios. Pero como en el resto de medicamentos esto puede variar de paciente a paciente.

De su efectividad:

Las vacunas suelen ir dirigidas a enfermedades infecciosas y tienen, por eso, una inmunización doble. Por un lado disminuimos la probabilidad de contagiarnos nosotros al tener las defensas mejor preparadas y por otro lado estar rodeado de gente vacunada dificulta la presencia del agente infeccioso en nuestro entorno. Es lo que se conoce como la inmunización de grupo y que según opinan los más favorables a las vacunas es lo que mantiene protegidos a los bebes que aún no están en edad de ser vacunados y lo que baja todavía más la incidencia entre el resto de la población. Además, el que una enfermedad tenga una presencia nula en un país no implica que no esté presente en otra región del planeta, y que el patógeno pueda desplazarse de un país a otro a través, por ejemplo, del turismo. Por eso hay vacunas que aún se suministran aunque no se registren casos en ese país. 

De su necesidad:

Muchos provacunas recurren al argumento de la disminución de la tasa de mortalidad paralela a la aparición de las vacunas. Es verdad que a la vez hubo una mejora de las condiciones higiénico-sanitarias que ayudó mucho, mucho, en esto. Pero para aquellos en contra, hay que reconocer que existen enfermedades que sólo mejorando dichas condiciones no hubiese sido posible erradicar, como la polio.

Y no soy la primera en indicar que no todas las enfermedades (y sus respectivas vacunas) pueden ponerse en el mismo saco. Existen enfermedades con una severidad y una letalidad tales, que los posibles efectos secundarios que conlleve vacunarse aún no hacen decantar la balanza hacia el "no". Por ejemplo, en el caso del tétanos. Creo que la severidad de la poliomielitis o del tétanos frente a la de un sarampión o una alergia no son comparables. Luego entra en juego una decisión más personal sobre si es necesario que "pasemos" por el sarampión cuando podemos vacunarnos directamente. 

Pero la "vacunitis" tampoco es buena y sin ponernos conspiranoicos no hay que olvidar que detrás de la Salud también hay empresas y, mejor llevado o no, existe un conflicto de intereses entre farmacéutica-médico-paciente. Estar totalmente sanos no es lo más rentable para las tres partes. Y si con los problemas serios no se puede jugar, cada vez hay más medicamentos que satisfacen necesidades creadas, "enfermedades" poco serias dirigidas a sanos enfermos (otra versión de hipocondría). Y, ¿quién dice que las vacunas no entren dentro de este terreno pronto?

En algún informe del Global Advisory Committee on Vaccine Safety, entidad de la OMS que monitoriza la seguridad de las vacunas durante las fases clínicas y posteriores hay descritos algunos estudios que fueron llevados a cabo con fondos de Merck y GSK, gigantes y omnipresentes farmacéuticas. Generalmente sirven de refuerzo para otros estudios, pero ahí están. Y los avala la OMS. Y la OMS avala casi todo lo demás en temas sanitarios. Así que o no nos fiamos de nada (ni de aspirinas ni de vacunas) o la opción mas razonable es que sin volvernos locos, guardemos el ojo crítico, el lugar a la duda y el sentido común. 

Vacunas, por Casandra

Defendiendo el cuerpo (I)

Imaginaos una casa en la que viven 150 personas con sus zapatos, libros, comida, su habitación, en definitiva, sus cosas. Trabajan, entran y salen de casa, hacen la compra, etc. Imaginaos que unas pocas, 3 o 4, se dedican las 24h del día a comprobar que todo lo que hay en casa pertenece a uno de estos 150 miembros, que ningún objeto ni persona se ha colado -y hay muchos que lo intentan-. Solo con echar un ojo a lo que tenemos en la habitación, parece una tarea muy compleja llevar a cabo un inventario de todo lo que nos pertenece.

Esto sirve de contexto para introducir el sistema inmunitario, que de forma simplificada, se encarga de mantenernos protegidos frente a agentes externos causantes de desajustes, de enfermedades (Mercè Martí, tus clases no fueron en vano pero aquí hay que abreviar). 

El sistema inmunitario se compone de varios tipos celulares (linfocitos, neutrófilos...), cada uno con sub-funciones específicas, pero en general, son células que van sondeando nuestro cuerpo, "tocándolo" todo para comprobar que está en orden y les es familiar. Cuando un elemento externo (por ejemplo un virus, una bacteria que no pertenece a nuestra flora o una toxina; en general "patógenos") entra en el cuerpo, estas células reconocen su superficie, las proteínas, azucares y lípidos que la componen y detectan que ésto, aquí, no debería estar. 

A partir de aquí una cascada de señales se activa para (1) bloquear el elemento extraño para que no se propague por el cuerpo, (2) inactivarlo o degradarlo y (3) introducirlo en su "base de datos" para que si alguna vez vuelve a entrar, el sistema lo detecte más rápido y pueda actuar de forma efectiva ya que, a menudo, en el primer contacto con el patógeno el sistema inmune tarda un poco en prepararse, en llamar refuerzos. Tienen que avisar a otras células, pero les tienen que especificar contra qué atacar, no sea que lo hagan a diestro y siniestro. Si así fuera, atacarían también al propio cuerpo. Una desregulación similar es la que sucede en las enfermedades autoinmunes, como el lupus, cuando el cuerpo se ataca a sí mismo.

Y aquí entran las vacunas. Su función es poner en contacto al cuerpo por primera vez y de forma controlada con el patógeno. El tiempo que tarde el cuerpo en responder es crítico para dar una respuesta efectiva. Si el sistema inmune registra el patógeno y se prepara con la vacuna, en una eventual infección real el tiempo de reacción será mínimo y aumentará la probabilidad de hacerle frente sin que nos cause enfermedad o la muerte. 

Para controlar que el contenido de la vacuna no provoca la enfermedad hay diferentes aproximaciones. Una de ellas es usar vacunas inactivadas, que tienen el virus o la bacteria causante de una enfermedad, pero han sufrido un tratamiento químico o de calor que los ha matado o los ha dejado en un estado incapaz de infectar por sí solos. Siguen siendo útiles porque como el sistema inmune reconoce la "carcasa" de éstos patógenos, aunque se los demos inactivados la capa exterior está, y se activa la respuesta de todos modos. Como lo que añadimos no tiene capacidad de reproducirse, al cuerpo le resultará más sencillo combatirlo, y se preparará para una próxima infección.

Podemos tener también vacunas atenuadas cuando el patógeno está activo pero ha sido cultivado en el laboratorio para eliminar los genes que hacen falta para infectar pero no los genes necesarios para despertar la respuesta inmune.

En casos como el tétanos, donde la enfermedad la provoca una neurotoxina fabricada por una bacteria y no la bacteria en sí, se pueden hacer vacunas que contengan la neurotoxina en una forma parcial para que no sea nociva pero llame la atención al sistema inmune. O si sabemos cuales son las proteínas o los azúcares de la superficie del patógeno (de su carcasa) que son reconocidas, podemos hacer una vacuna que tenga sólo esos elementos pero que no tenga el virus o la bacteria enteros. 

A esta amplia variedad de vacunas se le están sumando otras nuevas más complejas que se basan en el uso de ADN y que tratan de aplicarse a aquellos casos en los que otras vacunas no han demostrado ser suficientemente efectivas: complejos procesos de infección, enfermedades autoinmunes,  terapias contra el cáncer (en el fondo, podemos ver las células cancerígenas como patógenas, que no deberían estar).

Me gustaría compartir con vosotros, hasta donde alcanzo, por qué las vacunas despiertan a menudo tanta polémica. A falta de tener la respuesta universal y definitiva, daros algún recurso y despertar vuestra curiosidad por saber qué pasa con algo tan cotidiano como polémico.
En el próximo post.

El sistema inmune por Albert Barillé, por Casandra

De cromosomas y hermanos

Nuestro ADN se organiza en cromosomas (cr). En el núcleo de una célula encontraremos 46 cr. organizados en 23 pares; uno del par tiene origen materno, el otro, paterno. El par 23 (XX o XY) determina el sexo. Los cr. X e Y no se parecen entre ellos, y los genes que contienen son distintos pero los 22 pares restantes son homólogos, es decir, que el cr. 2 materno tiene los mismos genes que el 2 paterno -con ligeras variaciones-. Una célula así, con dos copias de cada cr., se llama diploide o 2N -lo normal que nos encontraremos por el cuerpo-. 
Cuando una de estas células va a dividirse hace una copia de todos sus cr. (por un momento es 4N) para que al dividirse, las dos células hijas sean 2N igual que la original. 
Este proceso se llama mitosis.

La cosa es más compleja cuando hablamos de gametos (óvulos y espermatozoides). Durante la fecundación los gametos se fusionan. Si fueran 2N, al fusionarse tendríamos una célula 4N (4 copias de cada cr.). Para evitarlo el gameto hace dos divisiones seguidas antes de fusionarse con otro: un gameto 2N hace una copia de sus cr. (4N), se divide, da dos gametos 2N que vuelven a dividirse obteniendo en total 4 gametos 1N. Éstos, que serán óvulos o espermatozoides, al fusionarse darán un embrión 2N que tras muchas mitosis formará un organismo completo. 
Este proceso de dos divisiones seguidas se llama meiosis.

A cada gameto le tocó una combinación concreta y aleatoria de cr. de la madre y del padre, por ej: el gameto #1 tiene los cr. 1, 3, 8, 12, 17 maternos y el resto paternos, el #2 tiene el 2, 5, 6, 9, 10 maternos y el resto paternos, etc. Esta combinación sumada a la que traiga el otro gameto con el que se va a fusionar da como resultado un conjunto de cr. únicos para cada individuo. 
Si los pares de cr. fueran 100% iguales no tendría importancia, pero cada uno arrastra mutaciones y cambios que hacen únicos nuestros cr. y que no dé igual el origen.

Para aumentar más la variabilidad, cada par de cr. se solapa e intercambia trocitos de ADN con su homólogo. Así, no sólo hablaremos de combinación de cr. paternos y maternos sinó que además, en un gameto, el cr. 1 paterno habrá intercambiado un 3% de uno de sus extremos con el cr. 1 materno y el cr. 2, 3, ... lo mismo. En otro gameto el cr. 1 no habrá intercambiado nada y en otro gameto, un 15%. Si nos imaginamos los cr. maternos azules y los paternos amarillos, cada gameto tendrá no solo cr. amarillos y cr. azules, también cr. amarillos con trocitos azules y viceversa.

Por eso, por muchos hermanos que tengamos, siempre que sean fecundaciones distintas, nunca serán iguales.

Un hecho curioso se da cuando se fecundan a la vez dos ovulos con dos espermatozoides y en lugar de dar gemelos divitelinos (no idénticos), los embriones se fusionan por error. No se fusionan sus células, pero se agrupan y en vez de dar dos individuos dan uno. Como venían de dos fecundaciones, tendremos dos ADNs distintos. Tendremos una quimera.

Al hacer una prueba de ADN con muestras de diferentes partes del cuerpo de alguien con quimerismo es posible que obtengamos resultados diferentes, como si analizáramos el ADN de dos hermanos. Este fenómeno a dado pie a más de un capítulo de serie policiaca en la que el asesino queda absuelto tras analizar su ADN y se busca un posible hermano en paradero desconocido como autor del crimen.

Intercambio de ADN entre dos cromosomas homólogos casi idénticos,
por Casandra

DNI de la salud

Sacar un fármaco al mercado no es fácil. Hay requisitos de seguridad y eficacia, ensayos clínicos, etc. Aún así, una vez a la venta la respuesta no es siempre la esperada y se dan reacciones adversas o inesperadas. Ajustar la dosis o cambiar de medicamento supone un gasto elevado de tiempo, dinero y salud.

El del fármaco es un camino complejo. Se asimila y distribuye por el cuerpo, es metabolizado por distintas enzimas e interactúa con otras tantas proteínas más hasta que se excreta o acumula. Por esta complejidad, pacientes con perfil similar (edad, peso) no siempre responden igual a una misma dosis. Puede pasar que tanto la proteína diana de ese fármaco como las que intervienen en su degradación sean más o menos activas o efectivas. Esta variabilidad puede venir por cambios sutiles en metilaciones del gen, en el número de copias (CNVs) o en mutaciones puntuales (SNPs) que afecten la estabilidad, estructura o funcionamiento de la proteína. Esta información no nos la da el peso y edad del paciente.

Realizar análisis genéticos puede dar información para asociar variaciones en el ADN con capacidad de respuesta a un medicamento, permitiendo ajustar la dosis individual para maximizar la eficacia. A esta asociación de genética y farmacología se la conoce como farmacogenética, una página más de la medicina personalizada. 

La medicina está dejando de ser una ciencia que cura para ser una que garantice siempre la salud, se adelante a la enfermedad y la prevenga. En este aspecto la genética tiene mucho que decir, aunque no siempre sepamos qué dice. Se conocen miles de mutaciones asociadas a enfermedades, que predisponen con un % de susceptibilidad variable. Idealmente, si sabemos que tenemos una alteración que nos hace más susceptibles a sufrir Alzheimer debería ayudar en la decisión del tratamiento y en los hábitos de vida. Pero estamos hablando de probabilidades, estadística. ¿Sabe el médico como interpretar mi 35% de susceptibilidad a padecer Alzheimer? A lo mejor la predisposición se queda en eso, y la enfermedad no llega a manifestarse. 

Además, estamos hablando de secuenciar el genoma del paciente y buscar mutaciones en su secuencia, pero ¿qué hay del resto de marcadores? Cada vez más se validan nuevos marcadores basados tanto en la secuencia como en la estructura del ADN, en los niveles de determinadas proteínas metabólicas, hábitos de vida, etc. Toda una base de datos de información sanitaria personal que hay que decidir si descubrir, si conocer, si compartir. 

La posibilidad de tener todas las estadísticas relativas a nuestra salud, nuestros temores en forma de patologías acompañados de % de riesgo, esperanza de vida y propensiones a, todo a un clic en nuestro móvil, no parece siempre deseable.

Dejando de un lado el dinero que nos costaría, ¿Queremos que nos lean así la mano?

Medicina individualizada, por Casandra