CIENCIAS BIOMÉDICASImplicaciones científicas, éticas y sociales

Introducción a la genética

• Antes de comenzar a hablar de las ciencias biomédicas, voy a hacer un paréntesis para explicar la genética mediante algunos videos cortos.

Burgers, chips and genes

• Joseph L. Goldstein

• Premio nobel 1985 y muchos premios por contribuciones relacionados a las enfermedades genéticas.

• Trabaja mucho con Michael S. Brown (juntos ganaron el Nobel)

• Uno de los científicos más citados en el mundo.

• Formador de investigadores

Burgers

• McDonalds es el mejor ejemplo de cómo una buena idea puede cambiar nuestras vidas.

Chips

• La revolución de la información creado por la industria del microchip ha sido la revolución que ha afectado más nuestras vidas desde el uso de máquinas de vapor en el siglo XVIII y la electricidad en el siglo XIX.

Genes

• Así como McDonalds cambió nuestros hábitos alimenticios y los microchips han cambiando la forma en que “devoramos” información, los genes están cambiando la ciencia biomédica y la medicina clínica.

• Es muy sencillo manipular genes hoy en día.

• Grandes descubrimientos científicos en investigación siempre lleva a aplicaciones prácticas que benefician a la sociedad.

Biotecnología y Surrealismo

• Gran parte del éxito de la biotecnología se debe a la forma en que opera la industria.

• Los científicos más creativos de hoy son como los artistas surrealistas de los 30s y 40s porque viven y piensan en un mundo de sueños y fantasía.

Se cuestiona la diferencia entre ilusión y realidad:Surrealismo y genética

Industria biotecnológica 1997

• Los 4 medicamentos basados en biotecnología más vendidos están entre los 20 más vendidos en la industria farmacéutica.

• Todos los “blancos fáciles” han sido identificados

• El mayor problema es enviar un gen al órgano correcto del paciente y expresarlo de una forma sostenida y regulada.

Construyendo castillos en el aire es como emergennuevos descubrimientos científicos y mejores terapias

• Clonar un gen es el primer paso para producir un nuevo medicamento.

• Ir desde la secuencia génica hasta el medicamento puede tardar de 10 a 15 años, si se sabe algo de la función de la proteína codificado por el gen o de 20 a 30 años si no se conoce.

• Científicos del futuro tendrán que ver la secuencia de ADN, deducir la función de la proteína y producir el medicamento.

El científico del futuro debe ser cada vez más como artista,quien ve algo amorfo, que no está bien definido, un fenómeno

abstracto de la naturaleza y crea un objeto bello.

The Human Genome

• Nancy Wexler• Proviene de una familia

propensa a la enfermedad de Huntington (HD).

• Con su papá y hermana comenzaron una fundación para investigar sobre HD.

• Ha estado trabajando en Laguneta, Venezuela con una familia grande con HD.

• Su equipo encontró un indicador en el cromosoma 4 que indica si alguien tiene HD.

• Todos tenemos unos 50,000 a 100,000 genes que pueden salir mal.

• Tenemos unos 10 genes que son lo suficientemente anormales que pueden causar enfermedades graves en nosotros y nuestra descendencia.

• Para encontrar un gen causante de una enfermedad, se requiere de una familia numerosa donde puedes ver el gen que se segrega.

• Por eso trabajó con una familia venezolana.

• Hay que enfocarse en la familia más grande posible porque cada familia puede tener su propia mutación.

• Muchas veces la misma enfermedad puede ser causada por diferentes genes o cromosomas.

• A veces hay diferentes mutaciones en el mismo gen en diferentes familias.

• HD es el mismo gen y mutación en todos.

• Rol que juegan los animales en la ciencia

• Como puede pasar mucho tiempo entre identificar el gen y el tratamiento, pueden existir injusticias (discriminación de aseguradoras, estigmatización, sufrimiento humano, etc.) durante este tiempo.

• Estamos obligados a encontrar soluciones a estas injusticias potenciales.

• Sobre todo, trabajo con gente que es parte del programa de experimentación.– Mejores técnicas de acompañamiento

psicológico.

Of Genes and Genomes

• David Botstein• Genetista, educador y

pionero del proyecto del genoma humano.

• En 1998, junto con otros dos investigadores, crearon un método estadístico e interfaz gráfica usado ampliamente para estudiar información genética.

• Le han otorgado muchos premios en el área de la genética.

ADN• Codifica la información requerida para

hacer proteínas.• Todos los organismos usan el mismo

código.– Esto hace posible expresar genes humanos

en otros organismos.

• Nuestra información genética está en nuestros 23 pares de cromosomas.– Los científicos intentan descifrar que es esa

información.

• Se usa “linkage” (correlación entre cromosomas cercanas) para localizar e identificar genes que pueden causar enfermedades.

• La educación médica es pésima en enseñar principios, aunque es buena con hechos, prácticas y rumores.

Genoma humano• Problemas de financiamiento (alto costo).• Gran tamaño del genoma humano (750

Mb).• Conocer la localización de los genes en

las cromosomas y la secuencia de las bases (Adenina, Guanina, Citosina y Tiamina) de todos los genes.

• En el NRC la política fue hecha solamente con bases científicas (raro).

• Herramienta valiosa: la reacción de cadena de polimerasa (PCR).– Permite seleccionar una pequeña parte del

DNA de alguien y replicarlo de tal forma que obtienes una copia idéntica.

• Problemas de resolución– Se requiere un mapa físico (physical map)

• Radiation Hybrid Mapping – permite localizar en horas un segmento de DNA situado en algún lugar de los 2 millones de pares base.

Aprendizajes importantes

• Los principios son más importantes que los hechos.

• La conservación y disponibilidad de información novedosa es muy útil para separa la paja del trigo.

• Investigadores se enfocan demasiado en su pequeño nicho biológico.

• La ciencia, en su nivel más básico, es importante.

Future of Medicine

• Francis S. Collins• Desde 1999 dirige el proyecto

del genoma humano.• Ateo hasta los 27, al ver

fuerza de pacientes delicados, se convierte al cristianismo.

• Libro: El lenguaje de Dios• Ha hecho muchos

descubrimientos en lo que respecta a genes que causan enfermedades.

Proyecto del genoma humano

• Analiza las consecuencias médicas del proyecto.

• Todas las enfermedades (excepto algunos casos de trauma) tienen un componente genético.

• El grado en que cierta enfermedad es determinada por una secuencia específica de ADN depende mucho de la enfermedad.

• La meta de este proyecto desde el punto de vista médico es intentar comprender la genética de virtualmente todas las enfermedades.

• Dos formas de buscar un gen que contribuye a provocar un padecimiento:– Estudios fisiológicos y químicos (functional

cloning).– Localizar un gen en un mapa y luego vas

buscando en esa área compleja de ADN, buscando todos los genes en la región hasta encontrar el deseado (positional cloning).

• En la situación típica de una enfermedad genética simple, tienes unos 50 genes que se deben considerar como candidatos y solo uno es el que buscas.

• El esfuerzo para localizar el gen de la fibrosis cística (CF) tardó 10 años y costo US$ 50 millones.

• La idea del proyecto del genoma es descifrar todo de una sola vez para que al buscar cualquier gen, alguien ya hizo el trabajo y te provee mapa y secuencia.– Esto ahorra tiempo y dinero.

Metas del proyecto

• Construir mapas genéticos (estudios mendelianos de familias o poblaciones)

• Construir mapas físicos (localización anatómica de genes en los cromosomas)

• Determina la secuencia del ADN de los genes.

¿De quién es el ADN mapa?

• No importa• El 99.9% del ADN de todos los individuos

es idéntico.• El 0.1% es interesante porque explica

toda la variabilidad de nuestra especie.• Están buscando el 99.9% de identidad de

nuestros aproximados 100,000 genes.

Chip de ADN

• Cuando sea producido en masa, ADN se puede analizar de 2 a 3 horas por un costo de US$10 a $20 por prueba.

• En 1997 costaba alrededor de $2,400• Actualmente los chips cuestan entre

$350 a $450.

¿Cómo te puede ayudar esta información?• Se abre una caja de Pandora cuando se

le ofrece a alguien probar su ADN para ver si tiene cierta enfermedad.– No se puede responder fácilmente “¿Cómo

me ayudará saber esto?– Se le tiene que asegurar al paciente que la

información derivada de la experimentación genética los beneficiará

Problemas si no se hace rápido

• Una variación funcional en el genoma humano se puede patentar– Si el proyecto no se hace con financiamiento

público, en unos 3 o 4 años empresas privadas van a crear bases de datos para variantes comunes del genoma humano y los van a patentar.

– Investigadores que desean estudiar cierta enfermedad tendrán que trabajar acuerdos de licencia con 10 o 20 diferentes empresas.

Responsabilidad en el uso de la información obtenida del paciente

• Prioridades:– Seguros médicos para quienes tienen riesgo

genético.– Trabajo para gente con riesgo.– Privacidad en sus expedientes médicos.– Educar a los profesionistas del sector salud.