Bacterias e ingeniería genética

Sería hace algo más que un par de décadas que el padre de Javier murió por las crueles complicaciones de una diabetes. Murió ciego, con ambos pies amputados, con múltiples infecciones que iban y venían. Algunos días no podía siquiera sentir su cuerpo, ni moverse. La insulina que recibía no le servía, de hecho lo había empeorado. Todo por una molécula infitesimal, un aminoácido, que era lo único que diferenciaba la insulina humana de la porcina. Si la ingeniería genética hubiera avanzado un poco antes, su padre se hubiera podido beneficiar de un tratamiento sin complicaciones, como él. Pero sobre todo, hubiera podido llevar una vida más digna.

El padre de Javier seguramente padecía de la diabetes mellitus tipo 2, y además era insulinodependiente. No ahondaremos hoy en las causas y variedades de la diabetes, ni mucho menos sus temidas complicaciones. Para eso están los enlaces en cada palabra (cuando corresponda). Más bien veremos como una bacteria que abunda en nuestro tracto digestivo, que produce diarreas, meningitis e infecciones urinarias algunas veces muy violentas, y acompañadas por invasiones tan sistémicas, que pueden llevar hasta la muerte, resultó ser la clave en el tratamiento de la diabetes insulinodependiente. Algún día, quizás, se toque el tema en esta columna. El tema de hoy es la bacteria Escerichia coli, muchas veces implicada en los males anteriormente descritos, pero que gracias a la evolución de la ciencia, ha sido convertida en una aliada de la ingeniería genética, para producir sustancias vitales para la vida, como la insulina.

Cuando en los años veinte se descubrió esta hormona, el natural e inteligente instinto de conservación humano llevó a buscar fuentes externas para suplir las necesidades internas del cuerpo humano. Rápidamente se descubrió la posibilidad de utilizar la insulina de otras especies animales, y en especial la porcina y bovina, para suplir las demandas internas de los pacientes que padecieran de diabetes por deficiencia de insulina. Aunque hoy no ahondaremos en esta enfermedad, valga aclarar que la diabetes no sólo depende de que haya insulina disponible, para almacenar el exceso de glucosa en los tejidos del cuerpo (especialmente en el hígado y tejidos grasos), sino que también depende de otros factores como la resistencia celular a la insulina (para lo cual se utilizan otros fármacos).

Aunque la insulina bovina y la porcina son muy similares estructuralmente, su composición difiere de la versión proteica humana en algunos aminoácidos. Por eso un número importante de pacientes diabéticos presentan reacciones adversas, incluyendo alergias, cuando sus sistemas inmunes reconocen la insulina exógena (externa) de origen no humano como un cuerpo extraño. Lógicamente el cuerpo de estos pacientes reacciona produciendo anticuerpos para atacar y eliminar este cuerpo extraño, inutilizando e inactivando la insulina administrada, y por ende produciendo una respuesta inflamatoria que puede limitarse al sitio de la inyección, o generalizarse, convirtiéndose en una respuesta de rechazo sistémica. Como lo ilustra el dibujo a continuación, la insulina es casi la misma para todas las especies que la requieren para vivir, y sólo difiere en algunos aminoácidos. Esa pequeña diferencia puede ser incompatible con la vida, sin embargo.

De ahí partía la necesidad de elaborar una insulina idéntica estructuralmente a la humana. Esa insulina se conoce farmacológicamente con el nombre comercial de Humulin®, por esa razón, y es sintetizada en una bacteria modificada genéticamente, y ampliamente conocida como la Escherichia coli. La técnica consiste en insertar el gen humano que codifica esta hormona endógena (y que químicamente es una proteína) en el código genético de esta bacteria, para que produzca la insulina humana. Como se están combinando genes de dos especies de vida diferente, se le denomina Tecnología Recombinante del ADN. Obviamente después de ser producida, debe extraerse y purificarse la insulina, para que no quede mezclada con otros subproductos bacterianos como toxinas patógenas para el ser humano.

La tecnología del ADN recombinante ha proveído a los científicos con medicinas baratas, puras y relativamente fáciles de elaborar. Usando enzimas de restricción, plásmidos (organelo bacteriano que contiene ADN para intercambiar información genética con otras bacterias) y ligasas (enzimas que vuelven a unir las partes del ADN separado), pueden insertar casi cualquier gen humano, o de otras especies animales, en una bacteria, y obligarla a producir proteínas. Esto no incluye sóla a la insulina, sino también la hormona del crecimiento, la alteplasa (ver artículo de la semana pasada), e incluso sustancias para combatir al temido cáncer.

Bueno, eso de que la ingeniería genética sea “fácil”, no me suena. Sin embargo es accesible a cualquier laboratorio del mundo, con científicos que tengan estudios en genética y microbiología. En teoría, no son sólo “genes buenos” los que se pueden insertar en una bacteria, o peor aún, en un virus por ejemplo. Por algo las armas bioquímicos han sido denominadas el “arma atómica del tercer mundo”. Ya se imaginarán el tema de la semana entrante.

NOTA: este artículo tiene propósitos informativos y científicos. Ninguna parte de su contenido debe tomarse como indicación médica o farmacológica. Si tiene alguna duda sobre su salud, consulte a su médico.

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