Salud Mental
ISSN: 0185-3325
perezrh@imp.edu.mx
Instituto Nacional de Psiquiatría Ramón de la
Fuente Muñiz
México
Salamanca, Fabio
Conferencia Magistral. Desarrollo de la génetica y la medicina genómica
Salud Mental, vol. 28, núm. 2, abril, 2005, pp. 1-12
Instituto Nacional de Psiquiatría Ramón de la Fuente Muñiz
Distrito Federal, México
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CONFERENCIA MAGISTRAL
DESARROLLO DE LA GENÉTICA Y LA MEDICINA GENÓMICA*
Fabio Salamanca**
Agradezco esta honrosa distinción al Comité Organizador de la Reunión de Investigación, particularmente
al doctor Gerardo Heinze, Director del Instituto Nacional de Psiquiatría Ramón de la Fuente, que me permite referirme a los más sobresalientes desarrollos de
la Genética Humana en los últimos años, en esta conferencia que honra la memoria del doctor Raúl
Hernández Peón, uno de los más ilustres investigadores de la ciencia nacional.
Las aportaciones del doctor Hernández Peón en el
campo de la Neurofisiología tuvieron notable repercusión internacional y su destacada actividad docente
dejó profunda huella en la medicina nacional y en el
ámbito latinoamericano.
No es el momento de referir aquí sus múltiples y
señalados logros. Baste mencionar que el emocionado
tributo póstumo quedó para la historia, plasmado bajo
la pluma eminente del maestro Ramón de la Fuente,
en las páginas de la Gaceta Médica de México (12), órgano oficial de la Academia Nacional de Medicina y publicación médica latinoamericana que durante más años
se ha publicado en forma ininterrumpida.
Desde tiempos inmemoriales, el hombre se ha dado
cuenta de la asombrosa multiplicidad y diversidad de
formas de los seres vivientes y se ha interrogado acerca
de los complejos enigmas de la herencia. Seis siglos antes de Cristo, los filósofos jónicos creyeron que los organismos vivos se originaron a un lado del mar.
Aristóteles sostuvo que los animales surgían no sólo de
otros animales sino también de la materia inerte por la
acción de los cuatro elementos (aire, agua, fuego y tierra). Así llegó a afirmar que las luciérnagas surgieron del
rocío y los ratones de la humedad del suelo. Durante
mucho tiempo, estas ideas de la generación espontánea
estuvieron en boga y se afirmaba que el agua engendraba los peces, los gusanos se originaban de los troncos
podridos y de las mariposas procedían los pájaros.
Francesco Redi, médico florentino, refutó en el siglo
XVII estas creencias erróneas al demostrar que en el
lodo y en las sustancias en descomposición existían
huevecillos que, al desarrollarse, originaban animales
semejantes a aquellos de los cuales procedían. Sin embargo, se seguía sosteniendo que los microorganismos
se originaban espontáneamente en los líquidos en putrefacción hasta que, en el siglo antepasado, Louis
Pasteur enterró para siempre, con sus brillantes experimentos, estos falaces conceptos.
En relación con la trasmisión de las características
hereditarias, una teoría muy difundida, que prevaleció
hasta tiempos relativamente recientes, era la de que el
padre implantaba una minúscula reproducción suya
en el útero y que la función de la madre consistía solamente en proteger y alimentar al producto hasta que
se hubiera desarrollado lo suficiente para nacer.
Hipócrates sostuvo que corpúsculos muy pequeños,
que son copias en miniatura de cada parte del cuerpo,
viajan por el torrente sanguíneo a los órganos sexuales
y allí se ordenan para formar las células de la reproducción. De este modo, la descendencia tendría parte de órganos y tejidos maternos y paternos. Esta teoría pretendía explicar la herencia de los caracteres adquiridos, que Weismann se encargaría de refutar.
Otra suposición postulaba que las características se
transmitían al mezclarse la sangre del padre con la de
la madre, lo que originó expresiones que perpetúan
esta otra falacia, como la de que un individuo tiene
buena o mala sangre, sangre real o sangre pura.
Todavía en la terminología genética moderna se sigue
hablando de consanguinidad(58).
A pesar de que los seres vivos son tan diferentes
entre sí, muestran sin embargo una notable unidad:
todos están formados por millones de pequeños elementos que sólo pueden contemplarse con el auxilio
del microscopio. Para designarlos, el científico inglés
*Conferencia Magistral Dr. Raúl Hernández Peón de la XIX Reunión de Investigación del Instituto Nacional de Psiquiatría Ramón de la Fuente.
Octubre 2004
**Jefe de la Unidad de Investigación Médica en Genética Humana, Centro Médico Nacional Siglo XXI, IMSS. Apartado Postal 12:951, 03020 México.
Salud Mental, Vol. 28, No. 2, abril 2005
1
Robert Hooke acuñó, en 1665, el término células
(del latín cellula, pequeña cavidad), al observar bajo el
microscopio cortes delgados de corcho que mostraban pequeñas y múltiples cavidades que semejaban las
celdillas de un panal de abejas.
En 1831, Robert Brown, al estudiar las orquídeas,
apreció dentro de las células un corpúsculo redondo,
al cual denominó núcleo. Como sabemos, en este
corazón de la célula se encuentran las claves de los
profundos enigmas de la vida.
Tal vez ninguna ciencia tenga un origen tan claro como
la Genética, surgida de un elegante experimento, que
se condujo con todo cuidado y se interpretó en forma
brillante (57). Sin embargo, sus contemporáneos no se
dieron cuenta de la enorme trascendencia de los hallazgos de Mendel y aún hoy se siguen ignorando sus
trabajos en ciertos círculos (59).
Un lustro después de la publicación del trabajo de
Mendel, Friedrich Miescher aísla de los leucocitos un
material viscoso, rico en fosfato, al que denomina
nucleína, y que es la molécula de cuyo modelo estructural acabamos de celebrar su primer cincuentenario
(60).
En los albores del siglo pasado, De Vries, Correns y
Von Tscchermack, redescubren las Leyes de Mendel,
y poco tiempo después se puede establecer la base
física o cromosómica de la herencia.
El develamiento de la estructura del ADN tuvo otros
antecedentes importantes: Albrecht Kossel encuentra
las cuatro bases nitrogenadas (adenina, guanina, citosina
y timina) que constituyen esta molécula; Febo Aarón
Levene sintetiza, ya con la desoxirribosa, un
tetranucleótido cerrado, y Erwin Chargaff da un paso
trascendental al observar que las concentraciones de la
adenina son iguales a las de la timina, y las de la citosina
corresponden a las de la guanina, lo cual sugiere la
complementaridad de las cadenas.
En 1928, Griffith (19) había demostrado que las
cepas avirulentas de los neumococos, al ponerse en
contacto con cepas virulentas muertas, se convertían
en virulentas porque alguna sustancia transformante
inducía este cambio. En 1944, Avery, MacLeod y
McCarty (3) demostraron que la transformación
bacteriana era inducida por el ADN.
En este momento de la historia hay una irrupción
afortunada de una pléyade de físicos notables que deciden incursionar en el campo de la biología y que forman el Grupo de los Fagos, cuya aventura intelectual se
narra en el apasionante libro de Horace Freeland Judson
(28). Sus iniciadores son Salvatore Luria y Max Delbrück,
que habían sido estimulados por la obra seminal de
Erwin Schrödinger What is Life? (66), quienes confirman de manera elegante que es el ADN de los fagos el
que penetra en las bacterias y las transforma.
2
Mientras tanto, en relación con los estudios
citogenéticos, una vez redescubiertas las leyes de
Mendel, Sutton (71) propuso la teoría cromosómica
de la herencia, Johannsen (27) acuña los términos de
gen, genotipo y fenotipo, y Morgan y su grupo (44)
describen la herencia ligada al cromosoma X y demuestran que los genes se ordenan de manera lineal en
los cromosomas.
Tjio y Levan (73) describen en 1956 el número
cromosómico normal de la especie humana y tres años
más tarde se identifican las primeras cromosomopatías
(38).
La década de 1950 es pródiga en hallazgos científicos revolucionarios. El más sobresaliente, desde luego,
es el modelo de la doble hélice de Watson y Crick (78).
En la figura 1 aparecen los dos jóvenes investigadores,
50 años atrás, en la célebre fotografía tomada por
Anthony Barriington Brown en el Laboratorio
Cavendish. Crick señala el modelo de la doble hélice
con una regla de cálculo, instrumento que por primera
vez en 50 años no ha sido reconocido por ninguno de
los estudiantes de nuevo ingreso, el año anterior, a
Cambridge. Los dos jóvenes se muestran aquí con esa
actitud atrevida, desinhibida, temeraria y casi insolente
que les permitiría comenzar y continuar su hazaña.
Al contemplar una fotografía reciente de los dos
investigadores, con motivo del cincuentenario de su
logro, es inevitable evocar las tribulaciones del ahora
célebre personaje Tertuliano Máximo Afonso, quien
pretendía enseñar la historia de adelante para atrás, en
contraposición a la manera tradicional, y cuya trágica
vida se narra en las páginas memorables del Hombre
Duplicado del laureado escritor José Saramago (64).
El célebre trabajo titulado Molecular structure of
nucleic acids apareció publicado en la revista Nature
(78), el 25 de abril de 1953. Tiene sólo una página de
extensión y el párrafo inicial es memorable: Deseamos sugerir una estructura para el ADN, la cual tiene
nuevos hallazgos, que son de considerable interés biológico. Sólo dos autores firman el artículo y su orden
de aparición se determinó al azar: ¡por un simple y
elemental volado! En la actualidad, cuántos conflictos
pungentes e irreconciliables surgen al establecer la lista
y el orden de los autores en un trabajo científico, lo
cual propician los criterios en boga para la evaluación
curricular (60).
Hay que considerar, por otra parte, que la autoría ha
sufrido una transformación radical en estas cinco décadas. El número de trabajos con veinte o más autores
es cada vez creciente, particularmente en aquellos que
tienen que ver con la secuenciación de los genes, y la
situación es previsiblemente similar en la proteómica y,
sobre todo, en la nanotecnología (62). Por lo anterior,
cada vez resulta más difícil establecer cuál es la verdaSalud Mental, Vol. 28, No. 2, abril 2005
Fig. 1.
dera y real participación en el diseño y en la realización
del trabajo de cada uno de los investigadores. Ha ocurrido en este lapso una genuina y verdadera masificación de la autoría, por lo que en el futuro cercano
crecerá el número de artículos de autoría multiinstitucional, multicéntrica, de grupos y de consorcios. Cabe
preguntarse si la autoría unipersonal, mono u oligopersonal, está condenada a desaparecer en unos cuantos
años.
En el futuro, con el incremento de esta autoría grupal
y de consorcios, serán obsoletos los actuales criterios
de evaluación de la actividad de investigación, por lo
cual la comunidad científica debe buscar nuevos y
mejores métodos para evaluar esta fundamental actividad intelectual que, al paso de los años y en los albores de la presente centuria, ha diluido y difuminado la
contribución estrictamente personal y se ha convertido en una masiva actividad grupal (63).
Por otra parte, el artículo de Watson y Crick cuenta
con sólo seis referencias bibliográficas. Ese es otro cambio drástico y definitivo: en la actualidad, por el deseo
deliberado e irrefrenable de incrementar las citas y por
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la enorme facilidad para obtenerlas en Internet, también se ha incrementado en forma considerable el número de referencias de cada artículo científico. No sólo
muchas referencias no son pertinentes, sino como ha
sido demostrado lamentablemente en fechas recientes, ni siquiera son leídas (4).
En el artículo de Watson y Crick aparece solamente
la fecha de su aceptación: el 2 de abril. Probablemente
por pudor, el editor no se atrevió a consignar la fecha
de recepción, porque en realidad entre una y otra debieron transcurrir sólo unas cuantas horas. Se cuenta
ahora con un ejemplo extremo en que la importante
contribución de Gusella y colaboradores (72), sobre
los mecanismos etiopatogénicos en la enfermedad de
Huntington, demorara la edición y en menos de ocho
días se incluyera como último artículo en el número
correspondiente de la revista Cell.
Como contraste, cabe mencionar el caso de Tobías
Hales (20), cuyo artículo enviado hace cuatro años y
que contiene la prueba que confirma la conjetura de
Kepler, propuesta hace 400 años, sobre el modo más
eficiente para acomodar esferas - que curiosamente ha
3
sido solucionado ya en forma empírica desde hace
centurias por los tradicionales vendedores de naranjas,
que las colocan en forma piramidal en los mercadossigue aún en proceso de revisión y no parece cercana
su publicación.
Como el preludio a la celebración de 50 años, la
revista Nature publicó un suplemento (49) en cuya
portada se destaca la hermosa simetría de la doble
hélice del ADN. Sólo hasta la celebración del cuadragésimo aniversario Crick especificó que ese bellísimo
trazo se debía a las cualidades artísticas de su mujer
María Odille Crick. No es infrecuente que en el campo de la Genética muchos de los logros obtenidos
por nuestras colegas del sexo femenino no hayan recibido el reconocimiento que merecen.
Por su perfecta simetría y por su configuración en
espiral, la doble hélice se convirtió pronto en un icono
emblemático para la ciencia y el arte. Para conmemorar este acontecimiento, el Reino Unido ha acuñado
una moneda de colección de dos libras esterlinas.
El trabajo original de Watson y Crick se acompañó
de dos artículos, uno de Wilkins y colaboradores (80),
y otro de Franklin y su estudiante Goslin (16). Este
último contiene la célebre fotografía de la difracción
de rayos X del ADN en su forma hidratada, que claramente revelaba el patrón de una estructura helicoidal.
Esta fotografía fue la que Wilkins mostró a Watson y
Crick, sin que se enterara Rosalin Franklin.
Watson ha reconocido en la Doble hélice (76), libro
que ha sido uno de los pocos grandes éxitos de la
divulgación científica, que si Pauling, quien ya había
descrito el primer ejemplo de una enfermedad en el
nivel molecular y había logrado descifrar la configuración de las alpha-hélices de las proteínas (52), hubiera
tenido acceso a los datos generados por Franklin, les
habría ganado la carrera por encontrar el modelo estructural del ADN.
Constituye una gran paradoja y una enorme injusticia que Rosalin Franklin, quien falleció en 1958 a los 37
años por un cáncer de ovario, no haya alcanzado a
recibir el Premio Nobel en Medicina otorgado a Crick,
Watson y Wilkins en 1962, junto con Perutz y Kendrew
en Química y John Steinbeck en Literatura.
Por insistencia de Crick, el famoso trabajo se cerró
con este párrafo anticipatorio: No se nos escapa que
el apareamiento específico que hemos postulado inmediatamente sugiere un posible mecanismo para copiar (duplicar) el material genético.
El reto de encontrar este mecanismo de replicación
fue resuelto elegantemente cinco años más tarde por
Meselson y Stahl (43), con el experimento que por antonomasia ha sido calificado como el más hermoso
de la biología. Precisamente Holmes (23) publicó hace
poco un espléndido libro que lleva este título.
4
El otro reto por desentrañar consistía en descifrar el
código genético. Esta formidable tarea era similar a la
que llevó a cabo Champolion al descifrar la piedra de
Rosetta. Para dar con la clave de este código, la palabra fundamental fue Ptolomeo. Nirenberg y colaboradores (50) siguieron una estrategia muy inteligente:
en un sistema in vitro colocaron un mARN constituido
sólo por uracilos, la base nitrogenada exclusiva del ARN
y encontraron que el oligopéptido formado contenía
sólo fenilalanina, por lo que la primera tripleta (codón)
descubierta fue UUU, que se traducía por fenilalanina.
El desciframiento del código genético permitió entender el mecanismo de la mutación y cómo el cambio de una base nitrogenada por otra implica la sustitución de un aminoácido por otro, con lo cual se logró explicar lo que Pauling y colaboradores (53) habían demostrado en relación con la anemia de células
falciformes.
Años más tarde, para explicar la regulación genética,
Jacob y Monod (26) propusieron el modelo del operón,
y Cleaver (7) encontró el primer ejemplo de una enfermedad en el humano ocasionada por fallas en los
mecanismos de reparación del daño producido en el
ADN por los agentes mutagénicos. Este hallazgo hizo
reflexionar a Crick (9) sobre el hecho de que, al desarrollar el modelo del ADN, no tuvieron para nada en
cuenta los mecanismos de reparación y proponía que,
siendo tan especial, debiera haber muchas maneras de
llevarlo a cabo.
Ahora podemos averiguar cuál fue la repercusión
inmediata de la publicación del trabajo seminal de
Watson y Crick. Sorprendentemente, muy poca en los
años siguientes a su publicación. Olby (51) muestra
cómo de 1953 a 1959 sólo cerca de la cuarta parte de
los trabajos que versaban sobre el ADN mencionaban
la doble hélice, y para 1960 lo hacía menos de la vigésima parte. Sin embargo, las citas se incrementaron
después de que se estableció el código genético y cuando los autores recibieron el premio Nobel, y más todavía con el desarrollo del Proyecto del Genoma Humano y, por supuesto, con la celebración del medio
siglo (70).
Es interesante observar cómo los diferentes investigadores conciben en un dibujo esta celebración del jubileo (69). Al dibujar la doble hélice Watson enfatiza el
apareamiento de las bases; Meselson traza un gran interrogante en medio de las cadenas que se replican. A
su vez, Collins, actual director del Proyecto del Genoma
Humano, destaca los valores de la familia al dibujar a
los padres y a los hijos. Jeffreys, descubridor de los
polimorfismos que permitieron la identificación de los
individuos mediante las huellas digitales del ADN,
rubrica los valores de la libertad y la justicia. Por último, Gilbert, cuyos trabajos fueron fundamentales para
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lograr la secuenciación del ADN, traza un gran interrogante, que probablemente apunta al futuro.
También reviste interés contemplar el desarrollo de
la historia posterior de los dos célebres personajes.
Watson se convirtió en un notable administrador y
durante muchos años fue Director de Cold Spring
Harbor, reconocido centro de investigación biomédica
que realiza anualmente valiosos simposios internacionales, y fue el primer director del Proyecto del Genoma
Humano.
Además del exitoso libro sobre la historia de la doble hélice (76), escribió textos fundamentales como
Molecular Biology of the Gene y Molecular Biology of the Cell,
una de cuyas ediciones muestra en la contraportada a
los autores del texto, con Watson al final tocado con
un sombrero, atravesando la calle a la manera del célebre cuarteto de Liverpool. También escribió el libro
Chicas, Genes y Gamow, que es sólo un anecdotario
superficial e intrascendente; pero se recupera ampliamente con su más reciente obra ADN. El secreto de la
vida (77).
Crick, una de las mentes más brillantes del siglo pasado, siguió haciendo por su parte valiosas contribuciones a la ciencia: anticipó la existencia del ARN mensajero (mRNA), la del ARN de transferencia (tARN),
y por lo mismo, la manera en que debía traducirse el
código genético, postuló el dogma de la biología
molecular, y en los últimos años se dedicó a enfrentar
un nuevo reto en la neurobiología: escudriñar nuestra
conciencia y profundizar en lo que nos hace verdaderamente humanos.
Para conmemorar el medio siglo de la doble hélice,
escribió un artículo del que es primer autor, en la revista Nature Neuroscience (10), y en el cual, fiel a su costumbre, formula nuevas hipótesis y la manera de comprobarlas, sobre el entramado armónico de la conciencia. Constituye gratísima sorpresa que la ilustración
de este artículo se deba también a las habilidades artísticas de Odille Crick, la esposa de Crick. La figura
ilustra bellamente cómo una imagen estática sugiere
movimientos y, al pié de la misma, la artista ha colocado muy modestamente las iniciales de su nombre, aunque ahora sí alcanza un explícito reconocimiento en la
sección de agradecimientos del artículo.
Pocos meses después de cumplirse un año de la celebración del jubileo, Crick falleció en Estados Unidos. Como un homenaje póstumo, la revista Nature
Genetics dedicó un número a su memoria, en cuya portada sobre fondo negro sólo destaca su nombre,
Francis Compton Crick, y los años de su nacimiento y
su muerte: 1916-2004.
En los prolegómenos de la celebración de la media
centuria, Olby (51) recoge el relato de Ritchie Calder,
periodista del News Chronicle, quien daba cuenta el 15
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de mayo de 1953 del hallazgo de Watson y Crick, y
afirmaba: Este logro mantendrá ocupados a los científicos por los próximos 50 años. Es seguro que los
desarrollos que se vislumbran reclamarán la atención
de la comunidad científica durante toda la presente
centuria.
Sólo unas cuantas semanas después de la publicación del célebre artículo de Watson y Crick, Edmund
Hillary, quien ahora ostenta el título de Sir, y su serpa
Tenzing Norgay alcanzaban la cumbre más elevada
que hay sobre la tierra. Tal como este ascenso pionero,
el hito de la inteligencia del hallazgo de la doble hélice
permitió descubrir nuevos e insospechados horizontes en que sobresalen como promontorios destacados
la Biotecnología y el Proyecto del Genoma Humano.
No se hubiera llegado a ellos, sin embargo, sin el
auxilio de descubrimientos muy notables y sin el desarrollo de nuevas metodologías. Los más destacados
son los siguientes: la posibilidad de manipular en forma directa el material genético mediante el empleo de
las endonucleasas o enzimas de restricción, descubiertas por
Arber (1) y Nathans y Smith (48), merecedores también del premio Nobel. Estos inauguraron la era de la
nueva genética y abrieron la compuerta para uno de
los desarrollos más impresionantes de la época moderna: el advenimiento de la ingeniería genética y la
biotecnología con la utilización de las técnicas del ADN
recombinante.
Otros desarrollos de gran trascendencia han sido la
técnica de la reacción en cadena de la polimerasa, o
PCR, por sus siglas en inglés, lograda por Mullis (45),
la creación de cromosomas artificiales de levadura, o
YACs (46) y más recientemente de cromosomas artificiales bacterianos, o BACs (13) y las técnicas multicoloreadas o multiespectrales de identificación cromosómica
(39).
Con el desarrollo del Proyecto del Genoma Humano ha crecido en forma drástica la identificación de
genes relacionados con patologías en el humano, se
han identificado los polimorfismos de un solo
nucleótido, o SNPs, que permiten el establecimiento
de un mapa de haplotipos, o Hap-Map, y la identificación de genes de susceptibilidad para patologías cuyo
comportamiento es poligénico o multifactorial.
Sin embargo, desde el punto de vista conceptual, el
campo de mayor trascendencia de la genética humana,
es el de discernir el componente genético de algo tan
complejo como el comportamiento. Aunque existen
notables deficiencias en el conocimiento de estos aspectos, los avances son alentadores porque permiten
la identificación de genes de propensión, el diagnóstico más oportuno, incluso presintomático, un asesoramiento genético más adecuado y, a mediano y largo
plazos, el desarrollo de medidas terapéuticas con el
5
empleo de la terapia génica o el de las células troncales
obtenidas mediante el trasplante de núcleos somáticos.
Una aproximación interesante para tratar de discriminar el componente genético del ambiental en el comportamiento, en cualquier patología, pero principalmente en estos trastornos, es el estudio de la concordancia entre los gemelos monocigóticos (idénticos) y
los dicigóticos (fraternos), ya que los primeros comparten la misma carga genética, mientras que los segundos tienen sólo 50% de sus genes en común. Para
la esquizofrenia, por ejemplo, la frecuencia de concordancia entre gemelos monocigóticos es 10 a 15 veces
mayor que la encontrada en los dicigóticos.
Una objeción que podría hacerse a estos estudios es
que no cancelan totalmente las variables de tipo ambiental, ya que, por ejemplo, una madre psicótica puede influir con su comportamiento el de sus hijos, o
factores ambientales comunes pueden favorecer la
aparición del padecimiento. Por lo anterior, una nueva
estrategia consistió en llevar a cabo estudios con hijos
adoptivos. La concordancia entre los gemelos
monocigóticos sigue siendo muy elevada, independientemente de la adopción, según los estudios pioneros
de Kety y colaboradores (31) y de Kendler y colaboradores (30).
Sin necesidad de recurrir a metodologías un tanto
complicadas como éstas, ahora es posible estudiar directamente los genes que influyen en el comportamiento. La revista Science ha dedicado un número entero,
cuya portada es en sí reveladora, al estudio de los genes
y el comportamiento, no sólo en mamíferos, sino también en humanos (67).
La primera localización de relevancia que constituye
un parteaguas en sus implicaciones en el ejercicio médico es la del gen de la enfermedad de Huntington,
localizado en 4p16, la cual reveló el mecanismo
etiopatogénico de la amplificación de tripletas inestables (72). En este caso, la tripleta amplificada por encima de 34 repetidos es CAG.
Como bien se sabe, ésta es una entidad autosómica
dominante cuyas características clínicas se manifiestan
hacia la cuarta o quinta década de la vida. Por su patrón de herencia mendeliano, un sujeto afectado tiene
un riesgo de 50% de trasmitir el padecimiento a cualquiera de sus hijos. No había sido posible identificar
en la descendencia de un afectado quién había recibido el gen normal o el mutado.
Mediante pruebas de genética molecular, por primera vez en la historia de la medicina fue posible hacer el diagnóstico presintomático de una grave enfermedad genética, que se manifiesta en la edad adulta y
para la cual en la actualidad infortunadamente no existe tratamiento.
La trascendencia de este hallazgo tiene, sin embargo,
6
evidentes repercusiones éticas, legales y sociales. Si no
se mantiene la confidencialidad de esta información,
son obvias las dificultades que podría tener un portador identificado del gen mutado, para conseguir un
empleo, lograr un ascenso u obtener un seguro de vida.
Por otra parte, ¿quién decide a quién y cuándo someterlo a las pruebas presintomáticas? ¿Sería ético llevarlas a cabo en un niño o en un joven antes de la edad
reproductiva? Es evidente que tiene que respetarse el
derecho a conocer o no la situación real frente a un
riesgo genético tan alto para una enfermedad que carece de tratamiento.
Además, estas pruebas, en determinadas circunstancias, como en el caso de las poblaciones migrantes,
pudieran contribuir indirectamente a acentuar hostilidades de discriminación.
También corresponden a este mecanismo de amplificación de tripletas repetidas el síndrome del
cromosoma X frágil, que es la causa heredada más
frecuente de retardo mental en el varón, la distrofia
miotónica, la atrofia muscular espino-bulbar, la enfermedad de Kennedy, algunas ataxias espinocerebelosas,
la ataxia de Friedrich y la epilepsia mioclónica.
Se han localizado, asimismo, genes relacionados con
un trastorno relativamente frecuente en la población
general como lo es la esquizofrenia. Las principales
localizaciones se muestran en el cuadro 1 (81).
Algunas localizaciones revisten notable interés ya que,
por ejemplo, el complejo principal de histocompatibilidad se localiza en el brazo corto del cromosoma
6 y el haplotipo HLA A9 se ha encontrado asociado
con la esquizofrenia de tipo paranoide (14), y la del
cromosoma 22 corresponde a una localización (65) en
el primer cromosoma humano secuenciado, muy
próxima a la región cuya eliminación ocasiona el síndrome de Di Giorge.
Otras localizaciones son las que atañen a los genes
relacionados con el trastorno bipolar (cuadro 2) (54).
Como puede apreciarse, algunos genes relacionados con este padecimiento tienen mayor influencia en
determinadas poblaciones.
Una de las enfermedades más dramáticas por sus
manifestaciones clínicas es la enfermedad de Alzheimer
o pérdida de la memoria. Cuando la enfermedad tiene componente genético se trasmite con un patrón de
herencia autosómico dominante y aparece
significativamente más temprano que cuando la enfermedad es esporádica.
CUADRO 1. Genes relacionados con la
esquizofrenia. Localización
1q21-22
5q21-31
6p24-22
6q15-21
8p22-21
10p15-11
13q14-32
22q11-22
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CUADRO 2. Genes relacionados con el trastorno bipolar
Cromosoma
4p16
11p 5
12q 23-24
18q 22-23
21q22
Xq
Max.LOD
Relaciones
4.80
—
4.90
4.06
3.40
—
Receptor D5 Dopamina
Amish-Tirosina Hidroxilasa
Quebec-Enf.Darrier
Costa Rica
Ligamento
Como tampoco existe actualmente tratamiento para
esta entidad, el diagnóstico predictivo presintomático
tiene aquí también notables repercusiones éticas, legales y sociales.
Los genes relacionados con la enfermedad de
Alzheimer aparecen en el cuadro 3 (54).
También se han encontrado genes relacionados con
el autismo. Los más importantes se incluyen en el cuadro 4 (8).
Otros ligamentos descritos han sido el del trastorno
de ansiedad con el gen del transportador de la 5hidroxitriptamina, localizado en 17q12; el trastorno de
pánico con una duplicación de la región 15q25; y el
trastorno obsesivo-compulsivo con el receptor D4 de
dopamina, localizado en 11p15.
Otra esfera muy importante del comportamiento es
la identidad que cada uno tiene con su propio papel
sexual, ya que la diferenciación sexual constituye un
paso trascendental en el proceso evolutivo al permitir
una mayor variabilidad génica en las especies y, por lo
mismo, una mejor adaptación al ambiente.
A pesar de que desde tiempo atrás se sabe que la
determinación del sexo en los mamíferos depende del
dimorfismo cromosómico XX y XY, no se ha alcanzado aún un entendimiento cabal de las complejas
interrelaciones que implica el complicado proceso de
la diferenciación sexual.
Con la dotación cromosómica se desencadena un
proceso secuencial que implica la diferenciación progresiva de las gónadas, los genitales internos, la morfología de los genitales externos, la asignación del sexo
al nacimiento, la identidad sexual psicológica, la aparición de los caracteres sexuales secundarios y el establecimiento del sexo familiar, social y legal.
En los últimos años ha habido un desarrollo impresionante en el entendimiento de los mecanismos de la
diferenciación sexual en el nivel molecular. El gen fundamental para el desarrollo del testículo es el gen SRY
CUADRO 3. Genes relacionados con la enfermedad de
Alzheimer
Proteína precursora beta-amiloide
Apolipoproteína E
Presenilina-1
Presenilina-2
Enzima degradadora de insulina(IDE)
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21q21-3
19q13-1
14q24-3
1q42-1
10q23
CUADRO 4. Genes relacionados
con el autismo
Cromosoma
1p
2q
6q
7q
13q
Max.LOD
2.15
2.99
2.23
2.53
3.0
(región de la diferenciación sexual Y), localizado en el
brazo corto del cromosoma Y, y muy cerca de la región pseudoautosómica.
Otros genes involucrados en este proceso pueden
clasificarse, de acuerdo con su estructura y con el momento en que actúan, en tres grandes grupos: el primer grupo corresponde a factores de transcripción y
participa en los procesos de diferenciación temprana.
Los principales son: SF1, un receptor nuclear específico, WT1, un gen supresor tumoral que participa en el
desarrollo temprano del mesonefros y se relaciona con
la susceptibilidad al tumor de Wilms o nefroblastoma;
Emx2, que participa en el desarrollo de la cresta
urogenital; GATA4, que interactúa directamente con
SRY; DMTR1, asociado con la reversión sexual XY en
los casos de deleción 9p.
El segundo grupo corresponde a la familia de genes
SOX que participan en la determinación testicular, principalmente SOX9, localizado en 17q 24.1, y cuyo efecto es sensible a dosis, ya que haplo-insuficiencias y
duplicaciones de este gen ocasionan reversión sexual
acompañada de camptodactilia.
El tercer grupo de genes está constituido por genes
antagonistas al desarrollo testicular pero que también
participan en el desarrollo del ovario, como DAX1 y
WNT4. Los dos son genes sensibles a dosis y DAX1
antagoniza la acción de SRY.
En relación con los genes que influeyen en la identidad psicológica del sexo, reviste interés el trabajo realizado en familias con dos o más varones homosexuales, en los cuales se encontró un marcador en la porción distal del brazo largo del cromosoma X, compatible con un gen que segregaba con un patrón de herencia recesivo ligado a este cromosoma (21). Este
hallazgo no pudo replicarse en una población canadiense con similares características.
Una característica que nos hace verdaderamente humanos es el desarrollo del lenguaje. Recientemente, al
estudiar una familia en la cual el trastorno del lenguaje
segregaba con un patrón de herencia autosómico dominante, se pudo establecer un ligamento con la región 7q31 (36). Estudios moleculares revelaron que el
gen alterado es el gen FOX-P2, en el cual la
secuenciación mostró una transición de guanina a
adenina en los afectados.
7
CUADRO 5. Frecuencia de los alelos de la alcoholodeshidrogenasa 2 en diferentes grupos étnicos
Alemanes, escandinavos
Húngaros
Indos
Coreanos
Chinos
Japoneses
ALDH21
ALDH22
1.00
0.99
0.98
0.85
0.84
0.76
0.00
0.01
0.02
0.15
0.16
0.24
Por otra parte, una de las adicciones más difundidas
es la del alcoholismo. Es bien sabido que hay diferencias étnicas con relación con la respuesta metabólica al
alcohol. En el cuadro 5 se muestra la frecuencia de los
alelos de la alcoholo- deshidrogenasa 2 en diferentes
poblaciones (22).
Un estudio inicial en población anglosajona mostró
una mayor prevalencia en los alcohólicos que en los
controles del alelo A1 del receptor D2 de dopamina,
localizado en 11q22-23 (5, 18). Estos hallazgos no fueron replicados en nuestra población (11).
Como se sabe, hay cepas de ratones que al ofrecerles varios líquidos prefieren ingerir alcohol, mientras
que otras lo rechazan y prefieren otros líquidos. Al hacer cruzas entre estas cepas y estudiar varios cientos de
animales de la generación F1, se encontraron dos genes
que influyen en la preferencia al alcohol: uno que influye en las hembras y otro que lo hace en los machos
(42). Como existe sintenia entre los cromosomas humanos y los del ratón, se investiga si genes que corresponden a esa localización cromosómica pueden tener
alguna influencia en la adicción al alcohol en los humanos.
Pero hay algunos rasgos del comportamiento en que
es más tenue la línea entre lo que se considera normal
y lo que se tiene por patológico. Considérese, por ejemplo, el comportamiento temerario o la búsqueda de la
novedad. Al investigar sujetos con este comportamiento, se ha encontrado un polimorfismo del receptor
D4 de dopamina, localizado en 11p15, asociado con
la búsqueda de la novedad (15).
Estos desarrollos no sólo permiten establecer un
diagnóstico genético más adecuado y, por lo mismo,
proporcionar un mejor asesoramiento genético, sino
que abren prometedoras perspectivas para un tratamiento racional de los padecimientos de índole genética.
Al completarse muy recientemente la secuencia del
genoma humano (25), estas posibilidades son aún
mayores para las aplicaciones de la terapia génica (40)
y, particularmente, para los alentadores resultados obtenidos con la manipulación de las células troncales
mediante el transplante nuclear (61).
Estas células, de impresionante potencial terapéutico, pueden obtenerse de embriones, pero también de
sangre del cordón umbilical o de embriones genera8
dos mediante técnicas de fertilización in vitro o por
procedimientos de clonación.
Por supuesto, estos desarrollos tienen notables
implicaciones éticas, pero recientemente el campo tomó
un impulso inesperado al demostrarse que células adultas troncales pueden diferenciarse en tipos celulares no
relacionados, aunque no son tan maleables como las
embrionarias y tienen tendencia a alterar su número
cromosómico (56). También se demostró que tales
células pueden obtenerse mediante procedimientos de
partenogénesis (5).
Así por ejemplo, las células troncales neuronales pueden originar células hematopoyéticas. Asimismo, las
células mesenquimales troncales pueden dar lugar a
células cartilaginosas, células de la médula, células grasas, células musculares, células hematopoyéticas,
astrositos. Algo aún más desconcertante es que las células troncales de médula ósea son tan versátiles que
pueden originar células musculares del corazón, del
músculo estriado y del músculo liso, o células hepáticas y células cerebrales (79).
Un avance significativo se obtuvo cuando Roy y
colaboradores (56) aislaron células troncales neuronales,
activas mitóticamente, del hipocampo de sujetos humanos adultos. Las células se identificaron adecuadamente mediante un gen portador unido a elementos
regulatorios de genes expresados muy temprano en el
desarrollo neuronal, como los que codifican para la
nestina y la alfa-1 tubulina.
Si bien ya antes se habían encontrado células precursoras en el cerebro de animales adultos de distintas
especies, como ratas (17), ratones (74), monos (34) e
incluso humanos (35), éste ha sido el primer informe
de extracción selectiva de células troncales neuronales
del hipocampo de sujetos humanos adultos.
Como las células troncales pueden obtenerse mediante clonación, existe, sin embargo, notable confusión entre este procedimiento y la aplicación terapéutica de las células troncales que, en rigor, debiera denominarse transplante nuclear.
Recientemente Vogelstein y colaboradores (75) resumieron las diferencias fundamentales entre estos dos
procedimientos, las cuales se incluyen en el cuadro 6.
No sólo resaltan las diferencias básicas en cuanto al
propósito y a los requisitos de ambos procedimientos, sino, y esto es fundamental, en cuanto a sus
implicaciones éticas y médicas, ya que el transplante
nuclear concierne al tratamiento de enfermedades específicas, mientras que la clonación duplica seres humanos, lo que tiene notables implicaciones éticas, legales y sociales, así como muchas reservas en relación
con la seguridad y eficiencia del procedimiento.
Las aplicaciones terapéuticas del transplante nuclear,
o sea, del empleo de las células troncales, cubren un
Salud Mental, Vol. 28, No. 2, abril 2005
CUADRO 6. Diferencias fundamentales entre el transplante nuclear y la clonación reproductiva
Transplante nuclear
Producto final
Propósito
Tiempo
Madre subrogada
Creación de un ser humano consciente
Implicaciones éticas
Implicaciones médicas
Células que crecen en medio de cultivo
Tratar enfermedades específicas
Pocas semanas
No
No
Similares a investigación con células embrionarias
Similares a terapias celulares
muy amplio espectro que va desde las enfermedades
genéticamente determinadas hasta las lesiones secundarias a traumatismos. Algunas de estas entidades son
devastadoras por sus graves manifestaciones clínicas y
muchas son, infortunadamente, muy frecuentes en la
población general. Las más importantes aplicaciones
clínicas se incluyen en el cuadro 7, donde se refieren
los distintos tipos de células utilizadas y la patología
para la cual se aplican.
En relación con la enfermedad de Parkinson se ha
demostrado mediante la utilización de células troncales
embrionarias o adultas la producción de dopamina in
vitro e in vivo (37). Asimismo la utilización de estas células permite avizorar el reemplazo de las neuronas dañadas en la enfermedad de Alzheimer (68), mientras
que en la esclerosis múltiple la aplicación del interferón
beta puede modificar el curso del padecimiento. No
existe, sin embargo, un tratamiento curativo para esta
última enfermedad y el empleo de las células troncales
abre la posibilidad de reemplazar las placas
perivasculares de desmielinización (82).
Hasta hace no mucho tiempo se suponía que las lesiones medulares eran incurables. Ahora la terapia génica
y el empleo de las células troncales abren nuevas esperanzas en este campo (47). De manera similar, como
la isquemia implica la necrosis del músculo cardiaco,
C UADRO 7. Aplicaciones terapéuticas de las células
troncales
Tipo de células
Patología
Nerviosa
Parkinson
Alzheimer
Enfermedad cerebral vascular
Lesiones medulares
Esclerosis múltiple
Músculo cardiaco
Cardiopatía isquémica
Insuficiencia cardiaca
Células beta
Diabetes mellitus
Sanguíneas
Leucemias
Inmunodeficiencias
Sida
Hepáticas
Hepatitis
Cirrosis
Músculo esquelético
Distrofias musculares
Oseas
Osteoporosis
Diversos
Neoplasias
Quemaduras
Traumatismos
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Clonación reproductiva
Un ser humano
Duplicar seres humanos
Nueve meses
Sí
Sí
Temas muy complejos
Reservas de seguridad y eficacia
en este estado la utilización de las células troncales resulta muy promisoria (29).
La diabetes tipo 2, o diabetes no insulino dependiente, es un padecimiento poligénico que se presenta
con una frecuencia cercana a 5% de la población adulta. Es más común en algunas poblaciones, como las
de Micronesia o la de los grupos Pima de Arizona,
donde su frecuencia es mayor a 30%. Las drogas existentes, las dietas rigurosas y el ejercicio no siempre son
exitosos para prevenir las graves complicaciones, especialmente oculares, renales y cardiovasculares, por
lo que en esta entidad resulta de gran importancia el
desarrollo de nuevos procedimientos terapéuticos.
En este sentido, resulta muy alentador el reciente trabajo de Assady y colaboradores (2), quienes demostraron la producción de insulina por células troncales
embrionarias humanas. Los autores emplearon estas
células en condiciones de cultivo tanto en capa adherente como en suspensión. En ambas condiciones
observaron una diferenciación espontánea que generó
células beta productoras de insulina.
La presencia de insulina se demostró por técnicas de
inmunohistoquímica y mediante metodologías de genética molecular (RT-PCR), que evidenciaron la presencia de mRNA correspondiente a insulina en las células
troncales después de 20 días de iniciada la diferenciación. De igual manera, se comprobó la presencia de
otros dos marcadores específicos de las células beta de
los islotes de Langerhans: una glucoquinasa específica
y el marcador GLUT2, lo que confirma plenamente
la diferenciación de células beta. Estos avances constituyen un paso sustantivo en el empleo de las células
troncales como terapia de reemplazo en la diabetes.
Un reciente avance que abre espectaculares perspectivas es el de Cibelli y colaboradores (5), quienes obtuvieron células troncales por partenogénesis. La partenogénesis es un proceso por el cual un huevo no fecundado por esperma puede generar un embrión. Los
autores obtuvieron células troncales por partenogénesis en primates no humanos y demostraron claramente en las neuronas producción de dopamina y de
serotonina y lograron, además, diferenciación de intestino, hueso, folículos pilosos y glándulas sebáceas.
Aunque el trabajo no parece muy convincente y ha
despertado una gran polémica, este grupo de investi9
gadores (6) ha buscado producir el primer embrión
humano clonado. Más recientemente, un grupo coreano
(33) ha clamado la obtención de células troncales de
un ratón partenogenético que pudo llegar a la edad
adulta.
También recientemente ha surgido un nuevo y
promisorio horizonte en el empleo de las células
troncales: combinar estos procedimientos con la terapia génica. Rideout y colaboradores (55) han informado sobre la corrección de la inmunodeficiencia grave
combinada, un defecto genético en ratones mutantes,
mediante una estrategia que conjuga el transplante nuclear con la terapia génica.
El procedimiento incluye transferencia de núcleos
de células somáticas a oocitos enucleados, activación y
cultivo de los embriones así obtenidos hasta el estado
de blastocistos, aislamiento y cultivo de células troncales
de estos blastocistos, reparación del defecto genético
mediante recombinación homóloga, diferenciación de
las células troncales reparadas in vivo, por complementación de embriones tetraploides o por diferenciación
in vitro en células troncales hematopoyéticas y, finalmente, trasplante de las células troncales
hematopoyéticas a los ratones donadores afectados.
Se trata de un logro revolucionario que debe alentar
el campo de la investigación en células troncales y su
proyección en la clínica, pues ofrece una herramienta
terapéutica para las devastadoras enfermedades en el
humano que actualmente no tienen tratamiento. No es
posible postergar por más tiempo la autorización para
la clonación terapéutica. En este sentido es alentador
el ejemplo de varios países, principalmente el Reino
Unido que fue pionero en estos avances, que ya han
otorgado autorización para desarrollar y aplicar estas
promisorias terapias en seres humanos.
Por lo tratado previamente, podría suponerse que la
visión del genetista es totalmente reduccionista. Nada
más alejado de la realidad. Si bien la constitución
genética es importante, el fenotipo resulta de una compleja, sutil y permanente interacción con los factores
de índole ambiental. El gen no es necesariamente destino.
Dos ejemplos ilustran muy bien esta situación: es
bien conocido que existen genes de susceptibilidad a
cáncer de mama y cáncer de ovario. Dos de estos genes
que explican buena parte de estas neoplasias de tipo
familiar son, por sus siglas en inglés, BRCA1 y BRCA2.
Recientemente, King y colaboradores (32), al estudiar
a 1008 mujeres judías de origen Ashkenazi, en quienes
son más frecuentes estas neoplasias familiares con
mutaciones en estos genes supresores tumorales, encontraron que el riesgo para cáncer de mama en las
portadoras de mutaciones, a la edad de 50 años, era
de 24% para las mujeres nacidas antes de 1940, pero
10
era de 67% para las nacidas después de 1940. Es evidente que a pesar de la predisposición genética hay
factores ambientales, como la dieta, el peso, el ejercicio, los anticonceptivos, la edad de la menarquia, la
paridad y la exposición a agentes tóxicos, que modifican notablemente la aparición de la neoplasia.
El otro ejemplo se relaciona con la enfermedad de
Alzheimer. Ya se han mencionado los genes relacionados con este padecimiento (cuadro 3). Sin embargo,
cada día cobran mayor relevancia para la reducción
del riesgo el estímulo cognoscitivo, el ejercicio, la restricción dietética, las drogas que reducen la
colesterolemia como las estatinas, algunos agentes
quelantes, sustancias antiinflamatorias y antioxidantes,
el ácido fólico, las vitaminas del complejo B, la inmunización contra el péptido beta-amiloide, inhibidores
de la gama-secretasa, factores neurotróficos, agentes
colinérgicos, antidepresivos (41).
Si la primera mitad del siglo pasado correspondió a
la Física, la segunda fue decisiva para la Genética y esta
centuria será de la Genómica, de la Proteómica, del
transcriptoma y de la metabolómica. Nuestra población no puede quedar marginada de los beneficios que
se derivan de tales desarrollos. Para quienes estamos
comprometidos con que se tornen en una realidad
concreta en nuestro medio, nos alienta el pensamiento
de Gerald Holton (24) en su libro La imaginación científica: "Así como una sociedad no puede hacer lo que
sus miembros no pueden soñar, tampoco puede dejar
de hacer aquello que es parte de sus sueños".
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