Algunos de los aspectos que se pueden destacar: la importancia que representa para el desarrollo del país la interacción entre la actividad científica y la industrial; las ventajas de estas tecnologías desde el punto de vista de la producción (obtener una proteína completamente ajena al organismo, en grandes cantidades, fácil de purificar), y la ventaja que representa para la población la obtención de productos farmacológicos que podrían resultar más convenientes que los fármacos obtenidos por técnicas “tradicionales”. Por ejemplo, la producción en animales de los factores de coagulación de la sangre a partir de genes humanos, que se emplea para el tratamiento de hemofílicos , evitaría extraerlo de sangre humana, y se reducirían de esta forma los riesgos asociados a la transmisión de enfermedades.
ANIMALES COMO FÁBRICAS DE MOLÉCULAS
Los animales transgénicos
La ingeniería genética permite modificar genéticamente animales. Los primeros animales modificados genéticamente, o transgénicos, se obtuvieron como resultado de experimentos realizados en la década de 1980. Entre ellos, se logró obtener ratones mucho más grandes que su tamaño normal, que resultaron de la introducción del gen que codifica para la hormona de crecimiento de rata. Esta experiencia demostraba que un gen podía transferirse de una especie a otra diferente, integrarse a su genoma, ser funcional y transmitirse a la descendencia.
La modificación genética se realiza de dos maneras: alterando ciertos genes presentes en un animal de manera que esta modificación se transmita a la descendencia, o bien transfiriendo genes a un animal de la misma especie o de una especie diferente.
En la actualidad los animales transgénicos se aplican con fines diversos:
- Para ayudar a los investigadores a identificar, aislar y caracterizar los genes, y así entender cómo funcionan.
- Como modelos de enfermedades que afectan al hombre, con el fin de desarrollar nuevas drogas y nuevas estrategias de tratamiento.
- Como fuente de tejidos y órganos para transplantes en humanos.
- Para mejoramiento del ganado y otros animales de importancia económica.
- Para producir leche con mayor valor nutricional o que contenga proteínas de importancia farmacéutica.
“Biofábricas” de moléculas
El concepto "fábrica de moléculas" (en inglés “molecular pharming”) se utiliza para designar el uso de plantas y de animales en la producción de moléculas de interés para diferentes industrias, como la farmacéutica, la alimenticia, la química, etc. Por ejemplo, se pueden modificar genéticamente plantas con el fin de producir la proteína del pegamento de los bivalvos que serviría en ortodoncia, o la proteína mayoritaria de la tela de araña que por su resistencia se podría aplicar en la fabricación de ropa antibalas, o introducir genes cuyos productos puedan ser utilizados para el tratamiento de enfermedades en humanos (por ejemplo, anticuerpos).
Con el advenimiento de las técnicas de ingeniería genética que permitieron obtener animales transgénicos surgió también la posibilidad de utilizar a los animales para la producción de proteínas recombinantes de interés farmacológico. Es decir, producir estas proteínas recombinantes en animales en vez de en biorreactores o fermentadores industriales. La estrategia de utilizar animales de granja (ovejas, vacas, cerdos, cabras, gallinas, conejos, etc.) como fábricas de productos farmacológicos recombinantes se denominó “Granja farmacológica”, un término adaptado del concepto de “Molecular Pharming” (“farm” en inglés significa granja, y a su vez hace alusión a la farmacología). Así, en este caso, el nuevo biorreactor es un animal transgénico.
Los fármacos provenientes de organismos transgénicos se producen hoy en día básicamente en tres sistemas: bacterias (fundamentalmente E. Coli), en levaduras, y en células de mamífero (en placas de laboratorio). Próximamente se supone que estarán en el mercado las proteínas farmacológicas provenientes de plantas transgénicas y de animales transgénicos.
¿Cómo se obtiene un animal transgénico?
Cuando se quiere expresar proteínas farmacológicas para abastecer grandes demandas, se debe pensar en producirlas en grandes cantidades. Pero, a su vez, la producción de estas proteínas dentro del animal no debe interferir con la biología misma del organismo. Por ello se pensó en obtener las nuevas moléculas a partir de la leche de los animales de granja. Las ventajas de esta estrategia consisten en que es un método natural con muy bajo impacto ambiental (no se utilizan plantas industriales para la producción de la proteína), y el costo de producción es relativamente bajo. Además, la leche es un fluido corporal renovable secretado por los mamíferos en cantidades sustanciales, que permite una purificación relativamente simple de la proteína de interés.
Se puede dividir el trabajo de obtención de un animal transgénico en tres partes:
a) Construcción del transgén, que incluye el gen de interés.
b) Transgénesis o transferencia del gen a las células de mamíferos.
c) Detección de la proteína recombinante.
Una vez producido un animal transgénico, se lo puede clonar para obtener una descendencia importante genéticamente idéntica que, por lo tanto, producirá también la nueva molécula de interés.
a) Construcción del transgén
Dado que el objetivo es que la proteína recombinante se produzca en la glándula mamaria para que sea secretada en la leche, sin interferir con el crecimiento y metabolismo del animal, es fundamental armar la construcción genética utilizando un elemento (promotor) que permita la expresión del gen únicamente en la glándula mamaria. Para ello se utiliza el promotor del gen de la caseína del mismo animal, que es la proteína mayoritaria de la leche y que se expresa sólo en glándula mamaria para ser secretada a la leche.
b) Transgénesis del animal
Existen varias técnicas para transferir genes a células de mamíferos con el objetivo de que dicha secuencia se integre al genoma. Una de ellas es la microinyección del ADN de interés directamente en un óvulo fecundado, como muestra la siguiente imagen:
Los cigotos así obtenidos son luego implantados en el útero de una madre adoptiva, o receptora, que ha sido preparada hormonalmente para poder llevar adelante la gestación.
Otra técnica que se encuentra en desarrollo para ser aplicada a animales de granja, consiste en transferir el gen de interés a las células de un embrión de mamífero que proliferan in vitro y conservan su capacidad de poder diferenciarse a otros tipos celulares. Cuando el embrión sigue su desarrollo en el útero de una madre receptora, se forma un animal con células transgénicas.
c) Detección de la proteína
Una vez nacidos los animales hay que determinar que sean transgénicos, es decir, que contengan al menos una copia del transgén y que lo expresen, es decir, que produzcan la proteína. Si la proteína de interés farmacológico se produce en la leche del animal, sólo cuando el animal comienza a producir leche se puede detectar la proteína. En ese caso, la proteína se purifica y se obtiene el producto farmacológico deseado.
Clonación de animales
Cuando se quieren tener muchos animales transgénicos idénticos que produzcan la misma proteína recombinante de interés, se recurre a la clonación. Esta técnica permite obtener individuos genéticamente idénticos al animal deseado. El siguiente esquema representa una forma de realizar la técnica de clonación, denominada de transferencia nuclear:
Existe otra técnica de clonación, denominada “clonación por fusión nuclear” que es similar a la anterior pero en lugar de tomar el núcleo de la célula, se fusiona una célula completa del animal que se quiere clonar (animal A) con un óvulo de otro animal (B) al que se le ha extraído el núcleo. Esa fusión genera un óvulo con toda la carga cromosómica completa, es decir, un cigoto, el cual se desarrollará en embrión in vitro y luego será implantado en una madre adoptiva (animal C).
Algunos animales de granja transgénicos
La primera oveja transgénica fue Tracy y vivió entre 1991 y 1998. Tracy producía
a1-antitripsina en la leche, un medicamento para tratar la fibrosis quística, una enfermedad que afecta los pulmones. Posteriormente, se conoció a Dolly, que aunque fue más famosa y “mediática”, no era transgénica sino clonada.
Animales transgénicos y clonados, industria argentina.
La primera vaca transgénica argentina se llama Pampa Mansa, y fue producida en 2002. Pampa Mansa, transgénica y clonada, produce la hormona de crecimiento humano para tratar casos de enanismo, y comenzó a dar leche con buenos niveles de hormona de crecimiento en octubre de 2003. Los pasos para la obtención de Pampa Mansa se muestran en el siguiente esquema:
Posteriormente, en febrero de 2004 se obtuvo la segunda generación de animales transgénicos, Pampa Mansa II y III, clones obtenidos a partir de Pampa Mansa. La técnica empleada se muestra en la infografía siguiente extraída del Diario Clarín del 7 de febrero de 2004.
