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Edición del genoma humano está ampliando la longevidad

Edición del genoma humano está ampliando la longevidad

Las causas del envejecimiento son extremadamente complejas y poco claras. Pero con el aumento de ensayos clínicos sobre longevidad, están surgiendo más respuestas y preguntas como nunca antes.

Con la dramática desmonetización de la lectura y edición del genoma durante la última década, y las grandes farmacéuticas, las empresas emergentes y la FDA comenzaron a enfrentar el envejecimiento como una enfermedad, con el objetivo de extender la esperanza de vida.
Este artículo, explorará cómo la secuenciación y edición del genoma, junto con nuevas clases de medicamentos anti-envejecimiento, están aumentando la biología humana para extender aún más la vida saludable.

Secuenciación y edición del genoma

El genoma es el software que maneja el cuerpo humano. Una secuencia de 3.200 millones de letras convierte en persona a cada individuo. Estos pares de bases de A, T, C y G determinan el color de cabello, altura, personalidad, propensión a las enfermedades, esperanza de vida, etc.

Hasta hace poco, era muy difícil «leer» estas letras de forma rápida y económica, y aún más difícil entender lo que significan. Desde 2001, el costo de secuenciar un genoma humano completo se ha desplomado exponencialmente, superando en tres veces la Ley de Moore. De un costo inicial de $ 3.7 mil millones, se redujo a $ 10 millones en 2006 y a $ 1,500 en 2015.

En la actualidad, el costo de la secuenciación del genoma ha caído por debajo de los 600 dólares y, según Illumina, la empresa de secuenciación líder en el mundo, el proceso pronto costará unos 100 dólares y tardará aproximadamente una hora en completarse. Esto representa una de las revoluciones tecnológicas más poderosas y transformadoras en la atención médica. Cuando entendamos el genoma, seremos capaces de entender cómo optimizarlo.

Conoceremos los alimentos perfectos, los medicamentos perfectos, el régimen de ejercicio perfecto y los suplementos perfectos, solo para cada individuo. Predeciremos con precisión cómo afectarán medicamentos y sedantes específicos. Aprenderemos qué enfermedades y dolencias es más probable que se desarrollen y, lo que es más importante, la mejor manera de prevenir que se desarrollen (en lugar de tratar de curarlas después del hecho).

Edición de genes CRISPR

Además de leer el genoma humano, los científicos ahora pueden editar un genoma utilizando un sistema biológico natural descubierto en 1987 llamado CRISPR / Cas9.

Así es como funciona: Las bacterias capturan fragmentos de ADN de virus invasores (o bacteriófagos) y los utilizan para crear segmentos de ADN conocidos como matrices CRISPR. Las matrices CRISPR permiten que las bacterias «recuerden» los virus (o los relacionados más cercanos) y se defiendan de futuras invasiones. Si los virus atacan nuevamente, las bacterias producen segmentos de ARN a partir de las matrices CRISPR para atacar el ADN de los virus. Luego, las bacterias usan Cas9 para cortar el ADN, lo que desactiva el virus.

Lo más importante es que CRISPR es barato, rápido, fácil de usar y más preciso que todos los métodos anteriores de edición de genes. Como resultado, CRISPR / Cas9 se ha extendido por los laboratorios de todo el mundo como la forma de editar un genoma.

2018: lleno de avances CRISPR

Los primeros resultados son impresionantes. Los investigadores han utilizado CRISPR para diseñar genéticamente la resistencia a la cocaína en ratones, revertir el defecto genético que causa la distrofia muscular de Duchenne (DMD) en perros y reducir la sordera genética en ratones.

Ya este año, se ha demostrado que las células inmunitarias editadas con CRISPR destruyen con éxito las células cancerosas en pacientes humanos. Los investigadores han descubierto formas de activar CRISPR con luz y utilizar la tecnología de edición de genes para comprender mejor la progresión de la enfermedad de Alzheimer.

Un gran poder conlleva una gran responsabilidad y la oportunidad de plantear dilemas morales y éticos. En 2015, los científicos chinos provocaron una controversia mundial cuando editaron por primera vez células de embriones humanos en el laboratorio con el objetivo de modificar genes que harían que el niño fuera resistente a la viruela, el VIH y el cólera. Tres años después, en noviembre de 2018, el investigador He Jiankui informó al mundo que se había dado a luz el primer par de gemelas diseñadas por CRISPR.

Para lograr su objetivo, Jiankui eliminó una región de un receptor en la superficie de los glóbulos blancos conocida como CCR5, introduciendo una variación genética natural rara que hace que sea más difícil para el VIH infectar a su objetivo favorito, los glóbulos blancos. Debido a que Jiankui falsificó documentos de revisión ética y engañó a los médicos en el proceso, fue sentenciado a tres años de prisión y multado con 429.000 dólares en diciembre pasado.

Junto con las importantes conversaciones éticas necesarias para el progreso, CRISPR pronto nos proporcionará las herramientas para eliminar enfermedades, crear descendencia más resistente, producir nuevos cultivos resistentes al medio ambiente e incluso eliminar los patógenos.

Senolíticos, nutracéuticos y farmacéuticos

Durante el arco de su vida, las células del cuerpo se dividen hasta que alcanzan lo que se conoce como el límite de Hayflick, o el número de veces que una población de células humanas normales se dividirá antes de que se detenga la división celular, que normalmente es de unas 50 divisiones.

Lo que sigue normalmente es la muerte celular programada o la destrucción por parte del sistema inmunológico. Sin embargo, una fracción muy pequeña de células se convierte en células senescentes y evaden este destino para permanecer indefinidamente. Estas células persistentes secretan una potente mezcla de moléculas que desencadena una inflamación crónica, daña las estructuras de los tejidos circundantes y empeora el comportamiento de las células cercanas. Las células senescentes parecen ser una de las causas fundamentales del envejecimiento, provocando desde fibrosis y calcificación de los vasos sanguíneos hasta afecciones inflamatorias localizadas como la osteoartritis y la función pulmonar disminuida.

Afortunadamente, tanto la comunidad científica como la empresarial han comenzado a trabajar en terapias senolíticas, trasladando la tecnología para la destrucción selectiva de células senescentes fuera del laboratorio a media docena de empresas emergentes.

Entre las empresas destacadas en el campo se incluyen las siguientes:

Unity Biotechnology está desarrollando medicamentos senolíticos para eliminar selectivamente las células senescentes con un enfoque inicial en la administración de terapia localizada en osteoartritis, oftalmología y enfermedad pulmonar.

Oisin Biotechnologies es pionera en una terapia génica programable que puede destruir células basándose en su bioquímica interna.

SIWA Therapeutics está trabajando en un enfoque de inmunoterapia para el problema de las células senescentes.

En los últimos años, los investigadores han identificado y diseñado diferentes compuestos senolíticos que pueden frenar el envejecimiento al regular las células senescentes. Dos de estos medicamentos que han ganado fuerza en la investigación son la rapamicina y la metformina.

(1) Rapamicina

La rapamicina actúa sobre la vía m-TOR (objetivo mecanicista de la rapamicina) para bloquear selectivamente una proteína clave que facilita la división celular. Actualmente, los derivados de la rapamicina se utilizan ampliamente para la inmunosupresión en trasplantes de órganos y médula ósea. La investigación ahora sugiere que el uso da como resultado una vida útil prolongada y una función cognitiva e inmunológica mejorada.

La subsidiaria de PureTech Health, resTORbio (que salió a bolsa en 2018) está trabajando en un medicamento a base de rapamicina destinado a mejorar la inmunidad y reducir la infección. Su fármaco RTB101 en estadio clínico actúa inhibiendo parte de la vía mTOR.

Los resultados del ensayo clínico reciente del medicamento incluyen una menor incidencia de infección, una mejor respuesta a la vacunación contra la influenza y una disminución del 30,6 por ciento en las infecciones del tracto respiratorio.

(2) Metformina

La metformina es un fármaco genérico ampliamente utilizado para mitigar la producción de azúcar en el hígado en pacientes con diabetes tipo 2. Los investigadores han descubierto que la metformina también reduce el estrés oxidativo y la inflamación, que de otra manera aumentan con la edad. Existe una fuerte evidencia de que la metformina puede aumentar la regeneración celular y mitigar drásticamente la senescencia celular al reducir tanto el estrés oxidativo como la inflamación.
Actualmente, más de 100 estudios registrados en ClinicalTrials.gov están haciendo un seguimiento de pruebas sólidas del efecto protector de la metformina contra el cáncer.

(3) Nutracéuticos y NAD +

Más allá de la senescencia celular, ciertos nutrientes y proteínas críticos tienden a declinar en función de la edad. Los nutracéuticos combaten el envejecimiento al complementar y reponer estos niveles de nutrientes en disminución.

NAD+ existe en cada célula, participando en todos los procesos, desde la reparación del ADN hasta la creación de la energía vital para los procesos celulares. Se ha demostrado que los niveles de NAD+ disminuyen a medida que envejecemos.

El suplemento Elysium Health Basis tiene como objetivo elevar los niveles de NAD+ en el cuerpo para prolongar la vida útil. El primer estudio clínico de Elysium informa que Basis aumenta los niveles de NAD+ de manera constante en un 40 por ciento.

Conclusión

Estos son solo una muestra del tremendo impulso que tiene la tecnología de longevidad y envejecimiento en este momento. A medida que la inteligencia artificial y la computación cuántica transforman la forma en que decodificamos nuestro ADN y cómo descubrimos medicamentos, la genética y los productos farmacéuticos se volverán verdaderamente personalizados.

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