lunes, 23 de septiembre de 2013

Plantas transgénicas contra el veneno de serpiente.

Las plantas producen de forma natural una gran variedad de compuestos que se han utilizado durante miles de años para prevenir y curar enfermedades. Sin embargo, en las últimas dos décadas se ha ampliado el abanico de moléculas que pueden ser producidas en plantas con fines terapéuticos, sobrepasando la barrera natural y consiguiendo, por ejemplo, la obtención de vacunas contra la gripe, insulina humana o anticuerpos antitumorales. Así nació la disciplina que actualmente se conoce como Molecular Farming, y que ha sido posible gracias a la ingeniería genética, técnica que permite manipular un fragmento de ADN (material genético) de un organismo, e introducirlo en otro.



 
Una posible solución a muchos problemas de salud


  
Las plantas no son los primeros ni los únicos organismos donde se ha aplicado la ingeniería genética para obtener compuestos de interés terapéutico. La técnica fue utilizada primero en bacterias y levaduras (y sigue siendo utilizada) y más tarde en células animales y en plantas. Las plantas poseen algunas ventajas respecto a otros organismos ya que, en primer lugar, su cultivo supone un bajo coste y es escalable al nivel de producción agrícola, y en segundo lugar, son un sistema seguro ya que no transmiten virus ni microorganismos peligrosos para el ser humano.
Un problema de salud muy desatendido a nivel mundial es el envenenamiento producido por mordeduras de serpiente, sobre todo en zonas rurales pobres de Latinoamérica, África, Asia y Oceanía. Los síntomas son variables y es frecuente la amputación de extremidades afectadas. Las más graves pueden causar hemorragias fatales e incluso la muerte. Los tratamientos actuales consisten en administrar al paciente moléculas terapéuticas (anticuerpos) por vía intravenosa obtenidas a partir de la sangre de animales a los que se les ha inyectado previamente pequeñas dosis del veneno. Así, los anticuerpos administrados actúan en la sangre humana uniéndose a las moléculas dañinas (toxinas) que componen el veneno y neutralizándolas. Sin embargo, estos tratamientos se producen en menor cantidad de la que se necesita y a precios inasequibles para la mayoría. Por ello, la producción de estas moléculas terapéuticas en plantas se presenta como una alternativa prometedora para la obtención de un tratamiento eficaz y a bajo coste.


Grave necrosis en un niño de 11 años dos semanas después de haber sido mordido por una serpiente de cascabel en Ecuador.

Una línea de investigación en este campo se desarrolla en el Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP-CSIC, Valencia). En ella, mi trabajo junto con otros miembros del grupo ha consistido en producir anticuerpos de pequeño tamaño contra venenos de serpiente en plantas de la especie Nicotiana benthamiana. Estos pequeños anticuerpos se obtienen exclusivamente de camélidos (camellos, llamas) y han probado ser eficientes en el tratamiento de distintas enfermedades. Concretamente, hemos producido versiones de estos anticuerpos unidos a otra molécula, denominada albúmina sérica humana (HSA), que es muy abundante en la sangre humana. Entre las funciones que desempeña la HSA están el transporte de fármacos y el aumento de su tiempo de acción en la sangre, por lo que unir esta molécula a los anticuerpos contra venenos de serpiente podría aumentar su eficacia.

Hasta ahora, se ha probado que estas nuevas moléculas terapéuticas se producen de forma satisfactoria en la planta, y además poseen una elevada capacidad para unirse a las toxinas de los venenos de serpiente. Sin embargo, estos ensayos son preliminares y no prueban que los anticuerpos sean capaces de neutralizar dichas toxinas en el torrente sanguíneo. Los ensayos futuros irán dirigidos a determinar el potencial terapéutico de estas moléculas en modelos animales.

 Irene Albaladejo Carrasco
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44 comentarios:

  1. Joooooooder, ¿era necesario poner ESA FOTO?
    X___________________________________X

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    1. El artículo solamente es una excusa para poder publicar la foto.

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    2. Claro que sí koka, no sabía donde meterla y he decidido publicarla aquí con una historieta que me he inventado. Por cierto la foto la publicó la OMS antes que yo.
      Un saludo.

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  2. Hola ÓsQar. La verdad es que pensé si ponerla o no. En la literatura había otras, en mi opinión, mucho peores. Es una imagen impactante que creo que ilustra bien lo graves que pueden ser las mordeduras de serpiente. Siento si hiere la sensibilidad de algunos lectores.

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    1. Las cosas ocurren y existen, son reales, y esta fotografía es un reflejo de ello. Evitar o negar las cosas no ayuda. La imagen es chunga, lo reconozco, pero negar algo así me parece demasiado estúpido, en plan: "Quita la foto porque me causa pavor". Negar la realidad no sirve de nada. Gracias por recordarnos a algunos (otros simplemente se enterarán ahora y se escandalizarán) lo putas que pueden llegar a ser las mordeduras de serpiente.
      Un saludo y gracias por tu artículo!

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  3. Magnífica información que nos ayuda a descubrir las enormes posibilidades terapéuticas de las plantas.Sería de desear que se siguiera profundizando en estas investigaciones que ayudarían a muchas personas que puedan sufrir este tipo de problemas.Enhorabuena y adelante.

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    1. Me alegra que te haya gustado. Muchas gracias

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  4. Me parece una línea de investigación muy interesante. Intentar dar una solución económica y segura a los problemas de salud de la población debería ser lo primordial en toda investigación biomédica. Y sobre la foto... creo que es importante que la gente sepa que hay otras zonas del mundo donde las serpientes causan problemas mucho más graves que una pequeña herida con eritema localizado. Esto no es como en las películas, que a uno le muerde una serpiente y se soluciona succionando la herida... Enhorabuena por el artículo!!

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    1. Muchas gracias por tu comentario Pilar. Eso era precisamente lo que pretendía al escoger la foto. Aunque pueda ser algo dura, es real.

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  5. A mi me tiene impresionada!! Es verdad que la foto es impactante, pero más allá del sensacionalismo, leyendo de qué se trata, me he quedado impresionada! la verdad es que me surgen bastantes preguntas (no sé si por curiosidad o por ignorancia), pero me encanta la idea. Me parece linea de investigación súper interesante y un papel de las plantas que desconocía por completo. Bravo

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    1. Muchas gracias! Si quieres formular alguna de tus preguntas por aquí, intentaré responderlas lo mejor que pueda :)
      Un saludo

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  6. Gran artículo y prometedora investigación, Irene.

    La imagen desde luego es impactante, pero estoy de acuerdo en que ilustra un problema que está ahí y que, efectivamente, afecta a poblaciones desfavorecidas.
    Ojalá esa investigación dé sus frutos.

    Un saludo.

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  7. Buenos días Irene, me uno a las felicitaciones, y como el resto de lectores (razonables), os animo a ti y a tus compañeros a seguir adelante.

    En cuanto a lo que nos has contado ¿Se están usando a nivel industrial las plantas como plataforma de producción ? Quiero decir, hay algún producto comercializado que se haya producido de esta manera?

    Un saludo y muy buena iniciativa! :)

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    1. En primer lugar, muchas gracias. Es muy gratificante que haya gente que valora el esfuerzo de la investigación.

      En cuanto a tu pregunta, lo cierto es que la producción de sustancias terapéuticas en plantas aún se encuentra en desventaja competitiva frente a otros sistemas, principalmente porque la tecnología de producción está mucho más perfeccionada en microorganismos y células de mamífero, aunque las plantas van ganando terreno poco a poco. El año pasado, la agencia estadounidense FDA aprobó el primer fármaco producido en plantas, el enzima glucocerebrosidasa, producido en células de zanahoria por la empresa israelí Protalix Biotherapuetics para tratar la enfermedad de Gaucher. Te dejo un enlace por si quieres saber más (http://www.protalix.com). Además de éste, hay otros productos en fases bastante avanzadas de desarrollo clínico, como insulina humana producida en semillas de alazor, vacunas contra la gripe aviar en tabaco, anticuerpos contra VIH, etc. Hay revisiones bastante interesantes disponibles en Pubmed con la búsqueda “plant molecular farming”.

      Por otra parte, existen productos no terapéuticos producidos en plantas. Un ejemplo importante es la tripsina, que es un enzima de uso común en cultivos celulares. Sigma-Aldrich comercializa una tripsina producida en maíz (TripZean, http://www.sigmaaldrich.com/life-science/cell-culture/trypzean-solution.html). Esta tripsina, a diferencia de otras obtenidas en animales, no tiene riesgo de contener virus que supongan un riesgo para el ser humano, una de las ventajas que comentaba en el post.

      Espero que esta información te sea útil, si hay algo que no ha quedado claro o no he respondido dímelo. Otra vez gracias por el interés.
      Un saludo

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  8. Hola Irene!
    Me encanta el trabajo, y me encanta la forma con la que lo has transmitido. Considero que el lenguaje utilizado hace que éste sea comprensible hasta para los que no tenemos ni idea del tema.
    Estoy de acuerdo con otros comentarios, en que quizá la foto sea impactante, pero se sobreentiende que no se busca el morbo si no hacer llegar un problema que está ahí y que, lamentablemente y como suele ocurrir siempre, al sufrirlo los más desfavorecidos, parece que pasa desapercibido.

    Me sumo a la pregunta del comentario anterior, se sabe ya de productos con fines terapéuticos que se hayan producido en plantas y se estén comercializando ya? o al menos estén en ensayos clínicos?

    De nuevo enhorabuena! espero que puedas continuar durante mucho tiempo con este trabajo.

    Un saludo

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    1. Hola Rubi, me alegra que te haya gustado el trabajo. He respondido a las respuestas que formulabas en la pregunta de Anónimo, espero que te sirva :)
      Un saludo, y gracias!

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  9. Hola Irene,

    Excelente investigación. ¿Sabes si algún grupo de investigación tiene previsto (a corto/medio plazo) realizar ensayos para determinar el potencial terapéutico de estas moléculas en modelos animales?.

    Muchas gracias y reitero mi enhorabuena! ;)

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    1. Hola Pablo, muchas gracias!

      Pues sí, de hecho en el mismo grupo en el que estoy ahora y donde se ha desarrollado la investigación hasta ahora están planeando comenzar estos ensayos.

      Un saludo

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  10. Este comentario ha sido eliminado por el autor.

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  11. Un artículo muy interesante, me parece una linea de investigación con futuro te animo a seguir trabajando. Por cierto la foto es muy impactante.

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  12. Hola Irene. Imagino que sabes que la producción industrial de proteínas recombinantes con posibles aplicaciones terapéuticas se hace también en células de insecto y de plantas, además de en bacterias y en células de mamífero (p. ej., http://www.erabiotech.com/). Como dices, la producción en plantas "plantadas" (no en cultivos celulares) tiene bastantes buenas perspectivas. Lo importante, sobre todo, es acertar con una buena diana. Luego, optimizar modificationes postraduccionales y procesos de postproducción.
    Saludos.

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    1. Hola! Sí que conozco la producción en células de insecto y de plantas, aunque no las mencioné en el post por abreviar. De hecho, en Molecular Farming hay tanta investigación que daría para hacer muchos más posts!
      Gracias por comentar. Un saludo.

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  13. Hola Irene, me ha encantado tu entrada, me parece un trabajo interesante y muy útil, sobretodo en los países tropicales. Lo has explicado muy bien :P ¿qué opinas de la controversia social derivada de utilizar OGMs?¿se diluye un poco cuando se trata de temas de salud, verdad?
    Mucho ánimo :)
    Truji.

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    1. Hola! Efectivamente el rechazo a los OGM es menor cuando no se trata de productos para la alimentación. Yo opino que esto se debe principalmente a dos razones: la primera es que en general la gente (sobre todo en los países desarrollados) es muy crítica con lo que come, y esto es más bien una cuestión ideológica y cultural. La segunda es que, hasta ahora, la mayoría de los OGM comercializados presentan una ventaja para el productor (resistencia a herbicidas o a insectos para evitar pérdidas en las cosechas), pero estas ventajas no son percibidas por el consumidor, ya que en principio lo que me va a llegar al plato es lo mismo (bueno, lo mismo no porque uno es transgénico y me da miedo). Sin embargo, esto es diferente cuando hablamos de otro tipo de transgénicos, como los que podrían repercutir positivamente en la salud humana. Es más, creo que estas nuevas generaciones de transgénicos marcarán la diferencia en la aceptación pública.
      Gracias por leer el post. Un saludo!

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    2. Me parece vital la difusion al publico por parte del investigador de los avances tecnologicos. Esta ha de ser explicada de forma clara y sencilla (a la vez que precisa), lo cual hace realmente complicada la labor especialmente en aquellos casos donde existe una controversia social importante. Te felicito por tu trabajo como investigadora ya que es un proyecto muy interesante que estas desarrollando exitosamente y por tu labor por dar a conocer al mundo el avance.

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  14. Hola Irene,
    enhorabuena por tu trabajo de investigación y por este post tan bien adaptado al público general.
    Tengo una duda: una vez que se superan las fases de investigación en plantas, ¿qué pasos se han de seguir para poder poner en práctica vuestro proyecto en los humanos?

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  15. Hola! Gracias por leer y apreciar el post.
    En cuanto a tu duda, en primer lugar se realizarían ensayos preclínicos, que consisten en evaluar el efecto de las nuevas moléculas terapéuticas en un contexto científico controlado, utilizando cultivos celulares y animales como modelo. Si estos ensayos tuvieran resultados satisfactorios y aportaran pruebas suficientes de seguridad, se iniciarían los ensayos clínicos en humanos.
    Un saludo.

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  16. Me parece muy interesante y me ha encantado encontrarlo con un lenguaje adaptado al público en general.
    No siempre resulta fácil entender artículos de este tipo.
    Gracias y ojalá todas las investigaciones nacionales sean más fuertes y sobrevivan a los malditos recortes.
    Saludos

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    1. Muchas gracias Ana! Eso esperamos yo y muchos otros también.
      saludos

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  17. Pregunta.. qué ventaja veis a que una planta transgénica produzca estos ab camélidos (son los famosos VH2?) en vez de usar una técnica de selección in vitro (phage/yeast display) y después usar levaduras o reactores con HEK que produzcan a gran escala los anticuerpos o fragmentos?

    Firmado un científico del ramo (de los anticuerpos monoclonales)

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    1. Las células animales y las levaduras son sistemas muy utilizados para producir anticuerpos recombinantes y actualmente se encuentran aún en ventaja competitiva sobre los sistemas vegetales, entre otras razones porque en plantas todavía se están optimizando las tecnologías de producción (que son variadísimas). También hay otros sistemas: células de insecto, hongos, bacterias… La producción recombinante es una tecnología muy amplia y la plataforma óptima depende de muchos factores, entre ellos la/s molécula/s a producir y su aplicación. Como he dicho en el post, una potencial ventaja de las plantas es que suponen un bajo riesgo de transmitir patógenos humanos y por tanto en ese aspecto son más seguras. Además, en general los requerimientos nutricionales de otros sistemas de producción como las células animales son exigentes y más caros que en el cultivo de plantas. Por otra parte, aunque los fermentadores ofrecen muchas ventajas, como rendimientos muy altos, existen riesgos de contaminación en el medio de cultivo que podrían echar a perder la producción y aumentarían el coste.
      En cuanto a la producción de VHH, dada su baja complejidad, se han conseguido producir con éxito en sistemas tanto eucariotas como procariotas. Uno de los puntos más novedosos de este estudio en el que he participado es la tecnología empleada, puesto que se trata de un método de producción rápido, eficiente y con un rendimiento elevado. Sin embargo, no he dado detalles de esta estrategia en el post ni puedo darlos ahora. El estudio detallado y sus ventajas se hará público en revistas científicas en un futuro próximo.
      Un saludo.

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    2. La ventaja principal es que Irene trabaja en la investigación transgénica.
      Otra ventaja es que es una puerta de entrada para los OMG en la industria y la sociedad, visto que los transgénicos en la alimentación son mayoritariamente rechazados.

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    3. Irene por desgracia todavía no "trabaja", estudia un máster. Bienvenido sea un puesto en la investigación transgénica el día de mañana

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  18. Me encanta. He trabajado en algo parecido. Una pena que la investigación en España esté en retroceso, por eso, desde mi punto de vista es una suerte que puedas formar parte de un proyecto tan interesante, enhorabuena. Envidia, mucha envidia sana :)

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    1. Muchas gracias. Yo me siento muy afortunada de poder participar en esta investigación, que por desgracia como tantas otras está resultando asfixiada por la mala gestión de la I+D+i en este país. Seguiremos luchando.
      Un saludo

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  19. Enhorabuena Irene, muy interesante tanto el post como el trabajo de investigación que estáis haciendo.
    Y si te apetece hacer una sección o algún post en mi blog para explicar las ventajas del molecular pharming y sus aplicaciones, por mí encantada!
    Un saludo ;)

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  20. Irene jamía, que esa foto que pusiste es un fake como una casa...

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    1. Está sacada de publicaciones de la OMS que puedes encontrar tú mismo si buscas sobre el tema

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    2. En honor a la verdad y para que no quede empañado el brillante trabajo de investigación de Irene respecto a los documentos gráficos que ha utilizado, tengo que aclarar lo siguiente: en el pie de foto aparece el nombre del doctor David A.Warrell que trabaja en el Nuffield Department of Clinical Medicine de la universidad de Oxford ( U.K.) que junto con el doctor José M.Gutiérrez de la Facultad de Microbiología en la Universidad de Costa Rica y otros colegas, han publicado trabajos sobre las efectos de las mordeduras de serpientes en humanos donde aparece la mencionada fotografía.

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    3. Estimada Paca, ¿es usted su madre?, si no, no comprendo como puede ver cosas donde no las hay, esa foto no tiene ni pie de foto ni nombre alguno.

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    4. Estimado Anónimo, puesto que no estoy ciega, soy consciente de que la foto del post no tiene la referencia de la que hablo. Pero sí la tiene en la publicación de Warrell y Gutiérrez a la que me refería en el resto del comentario, que me imagino que no ha tenido ganas de leer, como tampoco las tuvo de informarse antes de decir que la foto era un fake
      http://www.plosmedicine.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pmed.0030150

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  21. Tengo una duda sobre los anticuerpos de camello que mencionas. ¿Qué ventajas tienen sobre otros anticuerpos?. Supongo que tendrá algo que ver con su tamaño, pero me gustaría que lo explicaras un poco más si puedes.

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    1. Como tú dices, está relacionado con su pequeño tamaño y su simplicidad. Por una parte, los anticuerpos convencionales son más complejos y eso hace que sean más difíciles de producir correctamente mediante ingeniería genética. Además, se ha visto que pese a su simplicidad, son tan eficaces (o incluso más en algunos casos) que otros anticuerpos. Al ser pequeños, pueden llegar a zonas afectadas en el cuerpo cuyo acceso sería más difícil acceso en el caso de anticuerpos más grandes.

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