4.2.5.2. Animales transgénicos

4.2.5.2. Animales transgénicos

                                 

Aplicaciones en investigación y medicina.

Es evidente que la producción de proteínas de utilidad médica como la somatostatina, la insulina, la hormona del crecimiento humana y los interferones, es de gran importancia práctica. Por ejemplo, en el pasado, la hormona del crecimiento humana para el tratamiento del enanismo hipofisario se extraía de hipófisis obtenidas durante las autopsias y estaba disponible sólo en cantidades limitadas. La interleucina-2 (una proteína que ayuda a regular la respuesta inmunitaria) y el factor VIII de la coagulación se han clonado con éxito, y sin duda en el futuro se producirán otros importantes péptidos y proteínas. Un avance especialmente interesante es el uso de maíz y soja transgénicos para producir anticuerpos monoclonales para uso médico. También puede ser posible utilizar plantas desarrolladas mediante ingeniería genética para producir

Vacunas orales.

Algunos péptidos y proteínas humanas sintetizadas mediante ingeniería genética. Péptido o proteína Uso potencial α1-antitripsina Tratamiento del enfisema α-, β-, γ-interferones Agentes antivirales, antitumorales y antiinflamatorios factor VIII de la coagulación Tratamiento de la hemofilia

Calcitonina Tratamiento de la osteomalacia Factor de crecimiento epidérmico Tratamiento de las heridas .Eritropoyetina Tratamiento de la anemia. Hormona del crecimiento Promoción del crecimiento Insulina Tratamiento de la diabetes

Interleucinas 1, 2 y 3 Tratamiento de trastornos inmunitarios y tumores Factor estimulante de colonias de macrófagos Tratamiento contra el cáncer Relaxina Auxiliar al parto Albúmina sérica Suplemento del plasma somatostatina tratamiento de la acromegalia Estreptoquinasa anticoagulante activador del plasminógeno tisular anticoagulante Factor de necrosis tumoral tratamiento contra el cáncer

Los ratones manipulados mediante ingeniería genética pueden producir anticuerpos monoclonales humanos. También se están desarrollando vacunas sintéticas (por ejemplo, vacunas contra el paludismo y la rabia) mediante técnicas recombinantes. Ya se encuentra disponible también una vacuna recombinante contra la hepatitis B.

Podría estudiarse cualquier individuo para detectar la presencia de genes mutantes con sondas y técnicas de hibridación (incluso antes del nacimiento si se utilizaran en conjunción con la amniocentesis). Puede ser posible aplicar a sujetos enfermos un tipo de cirugía genética denominada terapia génica de células somáticas. Por ejemplo, sería posible retirar las células de un sujeto con una enfermedad  genética, cultivarlas y transformarlas con DNA clonado que contuviera una copia normal del gen o los genes defectuosos. Estas células podrían entonces volver a introducirse en el paciente; si se establecieran, la expresión de los genes normales podría curar al sujeto. Recientemente un paciente con una enfermedad inmunodeficiente, que carecía de la enzima adenosina desaminasa, responsable de la destrucción de los subproductos tóxicos del metabolismo ha recibido este tipo de tratamiento. Se extrajeron algunos de los linfocitos del paciente, se les introdujo el gen que codifica la adenosina desaminasa utilizando un retrovirus modificado y se volvieron a introducir en el paciente. Puede ser posible utilizar un retrovirus defectivo u otro virus para insertar directamente los genes adecuados en células huésped, quizá incluso en órganos o tejidos específicamente preseleccionados. Las toxinas de fusión proporcionan un tercer ejemplo de aplicaciones de ingeniería genética potencialmente importantes. Las primeras toxinas desarrolladas han sido proteínas recombinantes en las que se han combinado los dominios catalítico y de translocación de membrana de la toxina diftérica con proteínas que se unen específicamente a los receptores de superficie de la célula diana. Se están llevando a cabo ensayos clínicos con una toxina de fusión que contiene interleucina-2. La IL-2 se une a la célula, y el dominio enzimático de la toxina diftérica penetra y bloquea la síntesis de proteínas. Se han obtenido resultados alentadores en el tratamiento de la leucemia, los linfomas y la artritis reumatoide. El ganado parece estar destinado a desempeñar un papel importante en la biotecnología de orientación médica mediante el uso de un enfoque que en ocasiones ha recibido el nombre de ganadería molecular.  Los embriones de cerdo en los que se inyectan genes que codifican la hemoglobina humana se convierten en cerdos transgénicos que sintetizar hemoglobina humana. Los planes actuales consisten en purificar la hemoglobina y utilizarla como sustitutivo de la sangre. Un solo  cerdo podría aportar 20 unidades de sangre humana al año. Técnicas relativamente similares a ésta han producido cabras transgénicas  cuya leche contiene hasta 3 g/L de activador tisular del plasminógeno humano. El activador tisular del plasminógeno (TPA) disuelve los  coágulos sanguíneos y se utiliza en el tratamiento de los pacientes con

Cardiopatías.

Las técnicas de DNA recombinante están desempeñando un papel de importancia creciente en la investigación de las bases moleculares de la enfermedad. La transferencia de la investigación a la aplicación práctica a menudo es un proceso lento, debido a que no resulta fácil tratar la enfermedad de forma eficaz si se desconoce su mecanismo molecular. Por este motivo la ingeniería genética puede participar en la lucha contra una enfermedad aportando nueva información sobre su naturaleza, además de contribuir al diagnóstico y a tratamiento. Los ratones knockout están alterados genéticamente de manera que un gen concreto (un gen diana) se ha inactivado y se ha convertido en no funcional. Es una técnica compleja que utiliza una combinación de la tecnología del DNA recombinante, de cultivos celulares, y de manipulaciones de embriones. Construir un ratón knockout requiere aproximadamente un año, y analizar los efectos del knockout puede precisar incluso más tiempo. Este método fue desarrollado en 1989 por varios grupos, como el de Mario Cappechi en la Universidad de Utah, el de Oliver Smithies en la Universidad de Carolina del Norte, y el de Elizabeth Robertson en la Harvard Medical School; hasta la fecha, se han hecho más de 100 knockout génicos en ratón. Esta técnica empieza con la clonación de un gen diana de un ratón normal. Se inserta un gen de resistencia a antibióticos dentro de este gen, lo que interrumpe su función y proporciona un marcador para seguir el gen durante las posteriores manipulaciones. El gen alterado se transfecta a cultivos de células madres embrionarias (ES). En algunas de estas células, el gen alterado habrá remplazado al gen normal por un suceso de recombinación. Se seleccionan las células que contienen una copia del gen recombinante y un alelo normal, y se las hace crecer en cultivo. Estas células ES genéticamente alteradas se inyectan a un embrión de ratón, en el que participarán en la formación de los tejidos y órganos adultos. Se transfiere el embrión quimera a una madre adoptiva para que  complete su desarrollo. Utilizando genes del color del pelaje como marcadores, es posible seleccionar un ratón quimera que tenga células germinales provenientes de las células ES genéticamente alteradas. Los ratones heterocigóticos pueden utilizarse, mediante cruzamientos, para producir ratones homocigóticos para el gen inactivado; estos homocigotos se denominan ratones knockout ya que se ha mutado o suprimido la funcionalidad de un solo gen