Revista Farmabiotec Número 7

26 farmaBIOTEC #7 #7 farmaBIOTEC 27 La ciencia: Impulso para la sociedad de hoy PCR, DNA polimerasas, CRISPR, mRNA, Inteligencia Artificial, no hace tanto que forman parte de nuestro acervo popular. Cuando empezaba mis estudios en la Facultad de Ciencias, sorprendía la noticia de que un tal Kary B. Mullis recibía el Premio Nobel de Química 1993, por la invención en 1985 de una técnica super-revolucionaria en aquel momento…la PCR. Actualmente, todo el mundo usamos el término con naturalidad, y estamos conscientes de lo que la PCR ha supuesto para la detección del malhadado SARS CoV2. Sin embargo, de vuelta a 1993 sólo los del “gremio” nos enteramos de aquello. Sentíamos secreta admiración por ese científico atípico, que alternaba laboratorio con medallas en campeonatos de surf en California. Y sobre todo no entendíamos cómo no se nos había ocurrido al resto antes esa técnica tan sencilla de amplificación de ADN… Era sólo el principio. En España, en 1989, el grupo de investigación que formó Margarita Salas a su vuelta de Estados Unidos, y del que unos años después formé parte, patentó la DNA polimerasa de ø29. Esa proteína, aislada de un bacteriófago, un virus de poca importancia que ni siquiera infecta a humanos, dio muchas alegrías a la cien- cia, ya que tenía unas propiedades especialmente venta- josas para la amplificación de ADN. También dio muchas alegrías a los inventores y al CSIC, gracias a los royalties que generó la correspondiente licencia a Amersham Biosciences. La capacidad para amplificar material genético abría las puertas a futuros progresos. Alrededor del año 2.000, otro español, Francis Mojica, acuñó el término “CRISPR” para denominar unas secuencias repe- tidas cortas y regularmente espaciadas que había identificado inicialmente en el genoma de bacterias de las salinas. ¿Qué sentido tenían aquellas secuencias? Se trataba de secuencias que no eran de la propia bacteria, sino que procedían de virus que infectaban o intentaban infectarla. Era un sistema de inmunidad muy sofisticado que consistía en que, para detectar cual- quier futuro intento de infección por parte de un virus, el microorganismo suscep- tible de ataque integraba en su genoma secuencias repetidas del genoma del virus atacante, de modo que pudiera identificar futuras agresiones, y aniqui- larlas gracias a un sistema de genes asociados CAS. Este descubrimiento inicial fue el origen de un “boom” de investigaciones que culminaron con la concesión del Premio Nobel de Química 2020 a Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna por demostrar que CRISPR se puede aplicar a todo tipo de organismos. Y con una guerra de patentes que aún se está librando. El caso es que disponemos de una “tijeras moleculares CRISPR/Cas9”, también llamadas “corta & pega”, con que se puede modificar el ADN de animales, plantas y microor- ganismos con una precisión altísima. El potencial de esta herramienta es revolucionario para el desarrollo de nuevas terapias contra el cáncer y cura- ción de enfermedades hereditarias. Como también lo es el del mRNA, que se ha popularizado a raíz de las vacunas frente al SARS-CoV2. A muchos resultará familiar el matrimonio de Özlem Türeci y Uğur Şahin, médicos cofundadores de la empresa BioNTech. Cuando estalló la pandemia de la COVID-19, Türeci y Şahin se encontraban trabajando en una vacuna contra el cáncer basada en ARN mensajero (mRNA). ASEBIO te cuenta Dadas las circunstancias, aparcaron esa investigación temporalmente, para desarrollar en tiempo récord en aso- ciación con Pfizer, la primera vacuna mRNA de la historia. Pues bien, de vuelta a su investigación inicial, los inves- tigadores afirman que podríamos disponer de vacunas personalizadas de mRNA contra el cáncer en la próxima década. Otras grandes farmacéuticas como Moderna, están haciendo grandes esfuerzos en este mismo sentido. Ante la ausencia de enfermedad, la alternativa es la senescencia. Y también la ciencia está progresando en ese campo para ofrecernos respuesta. Y también ahí el “orgullo patrio”, con figuras como la de María Blasco, actualmente Directora del CNIO, y que en su trayectoria incluye haber identificado el gen esencial de la telomerasa durante su estancia en el laboratorio de Cold Spring Harbor dirigido por Carol W. Greider (Premio Nobel de Medicina en 2009, junto con Elizabeth Blackburn y Jack Szostak). Por si fuera poco, en este escenario tan puntero, ha lle- gado la Inteligencia Artificial para quedarse. Para comple- mentar la labor humana y permitirnos avanzar aún más rápido. No hay tiempo que perder. En pocos años, muchos avances, y que sientan los cimientos de los definitivos. El horizonte se acerca…pode- mos decir que el futuro ya está aquí… El futuro de la experimentación animal Han pasado ya más de 20 años desde la firma de la declaración de Bolonia en 1999, en el tercer Congreso Mundial sobre Alternativas al Uso de Animales en las Ciencias de la Vida. En ella se estableció la necesidad de eliminar la crueldad en la ciencia para un ejercicio humano de esta, promoviendo la aplicación firme de las 3Rs (reemplazar, reducir y refinar) en los procedi- mientos que involucren animales de laboratorio. Desde entonces, muchos son los cambios que se han producido en la regulación de la experimentación animal, y los avances en la búsqueda y validación de modelos alternativos, lo que confirma que estamos en un cambio de era en la investigación biomédica y el descubrimiento de fármacos. A día de hoy, los modelos animales son útiles para la investigación de los mecanismos patogénicos de enfermedades y para la evaluación de la toxicidad y efi- cacia de compuestos. La ventaja de usarlos deriva de la posibilidad de observar mecanismos in vivo, es decir, permiten discernir efectos sobre órganos y tejidos específicos en el contexto de un organismo completo. Sin embargo, podemos hacernos dos preguntas: 1) ¿Son realmente necesarios los modelos animales para establecer la seguridad y la eficacia de los compues- tos, o se podrían sustituir por modelos alternativos? 2) ¿Cuál es el camino que las agencias regulatorias quie- ren seguir en este asunto? Las respuestas a ambas preguntas van de la mano y tienen un nombre concreto, los NAMs (del inglés New Approach Methodologies). Estas metodologías representan la clave de la transición hacia una predic- ción de alto rendimiento en la evaluación del riesgo de compuestos sobre la salud humana, animal y ambien- tal, reduciendo los modelos animales. Estos métodos se basan principalmente en el uso de modelos in vitro (células, tejidos), no basados en animales y computacionales. Su empleo ha ido aumentando en los últimos años debido a la preocu- pación por el bienestar animal y la necesidad de redu- cir y reemplazar el uso de animales en el ámbito de la investigación. Cabe precisar, que, aunque un solo NAM no puede ofrecer información suficiente para predecir el riesgo en humanos, una batería de pruebas diferentes y com- plementarias sí puede hacerlo, e incluso superar el valor predictivo de los ensayos en animales. En España, igual que en otros países, existen méto- dos alternativos a la experimentación animal que se utilizan en investigación científica y en la evaluación de seguridad de los productos químicos y farmacéuticos. Entre los más utilizados se encuentran: • Organ-on-a-chip: estos sistemas microfisiológicos consisten en canales huecos revestidos con célu- las vivas y tejidos cultivados bajo un flujo de fluido dinámico. Reproducen con precisión la fisiología de los órganos y los estados patológicos mediante la recreación de características a nivel de órganos (como las interacciones entre tejidos) y las señales mecánicas relacionadas (como la respiración y los movimientos similares al peristaltismo). ASEBIO te cuenta