Hospitales estadounidenses aplican ya 'biochips' en ensayos clínicos contra el cáncer y el sida

La lucha contra el cáncer y el sida cuenta con un aliado recién llegado que comienza a dar sus primeros frutos. Hospitales, universidades y centros de investigación utilizan ya en Estados Unidos biochips, unas plaquitas que permiten analizar rápidamente el genoma completo de cada paciente, y abren la puerta a la medicina personalizada. Científicos reunidos en Valencia mostraron sus aplicaciones actuales para identificar y medir la evolución de tumores y combatir enfermedades infecciosas, aunque subrayaron el estado embrionario de la técnica. Grandes hospitales de Estados Unidos, como el Dana Farber y el Hospital de Massachusetts, ambos en Boston, han abordado ensayos clínicos con biochips contra el sida y el cáncer.

La formación de un tumor obedece a una compleja sucesión de alteraciones genéticas en una célula, que provoca que prolifere indebidamente. Tanto la combinación de estas mutaciones como su interacción con el resto de genes determinan el comportamiento futuro del cáncer. El ritmo de crecimiento, la expansión a otros órganos, las resistencias que ofrecerá a los tratamientos, son cuestiones que están escritas en los genes. De ahí la importancia de tener instrumentos capaces de leer esta información para que el médico pueda establecer cuál es el mejor tratamiento de un tumor concreto de un determinado paciente.El estudio de estas herramientas centró durante la semana pasada en Valencia el VII Encuentro Internacional sobre el Proyecto Genoma Humano, que congregó en torno al biochip a destacados especialistas mundiales. Los biochips son una especie de diccionarios -elaborados ad hoc para el tipo de análisis genético que se desee- donde comparar si están correctamente escritas las órdenes géneticas o hay alteraciones que provocan, por ejemplo, el desarrollo de un tumor.

Estas herramientas constan de una placa de unos pocos centímetros cuadrados que contiene miles de genes de referencia ordenados e identificados por su posición. Al bañar un biochip con los genes de un individuo, éstos se unen a los de referencia, de forma que las mutaciones, presencia o ausencia de genes quedan al descubierto y se puede determinar si se corresponde a una enfermedad o una malformación. Según se diseñe el dispositivo, el análisis pude aplicarse al objetivo que se desee.

Algunos de los trabajos relativos al cáncer se han dirigido al estudio de la leucemia. Un biochip desarrollado por la empresa Affymetrix se emplea en discernir entre dos tipos de leucemia aguda -la mieloblástica o la linfoblástica- en un proceso instantáneo que, de realizarse con tecnología convencional, llevaría dos semanas. El ensayo se encuentra en marcha en el Dana Farber Cancer Institute y el Massachusetts General Hospital, ambos situados en Boston (EE UU). La búsqueda de tratamientos personalizados para tumores centra los trabajos que coordina John Weinstein, de los Institutos Nacionales de la Salud, en Washington. Uno de ellos consiste en emplear los biochips en el análisis de celúlas sanas y cancerosas, para determinar de esta forma las diferencias genéticas existentes entre ambas. Weinstein se refirió a otro trabajo que compara el ADN de distintos tipos de tumores y su respuesta a tratamientos similares. El objetivo es, en este caso, localizar resistencias a fármacos y evitar así medicaciones excesivamente tóxicas que no resultan efectivas.

La Universidad de California en San Diego es otro de los centros donde se emplean biochips, pero en este caso contra el sida, un campo al que también se dedican los Institutos Nacionales de la Salud de EE UU. Los trabajos intentan determinar el tipo exacto del virus que afecta a cada paciente y la naturaleza genética de los infectados. El objetivo es diseñar medicaciones personalizadas que combatan de forma eficaz al virus -evitando sustancias para las cuales haya creado resistencias- y que la medicación se adapte al perfil genético del paciente.

A estas aplicaciones sumó el director del Instituto Engelhart de Biología Molecular de la Academia Rusa de Ciencias, de Moscú, Andrei Mirzabekov, los trabajos que desarrolla para combatir la tuberculosis, una enfermedad que encuentra un auténtico vivero en las hacinadas prisiones rusas. El problema de la enfermedad radica en la gran capacidad de mutación del bacilo de Koch. La identificación rápida de las mutaciones del bacilo mediante biochips permite reaccionar rápidamente en la elaboración de medicamentos efectivos.

Los científicos que acudieron a Valencia insistieron en que la utilidad del biochip abarca desde el diagnóstico hasta el tratamiento, ya que cuanto más se avance en la identificación de genes relacionados con enfermedades, mayor capacidad predictiva tendrá la medicina, aunque aún no se haya hecho notar la enfermedad.

También insistieron en el estado inicial de las investigaciones, una situacion que vincularon a la ingente cantidad de información vinculada a la genética y la incapacidad actual de procesarla. Hasta ahora, han sido descritos en un 99% los 50.000 genes -estimados- que forman el genoma humano. En miles de ellos, su función es un misterio. Saber el papel de todos los genes y de su interrelación en el desarrollo de las enfermedades es una labor que Weinstein encarga a las próximas generaciones. "Estamos aprendiendo a usar esta tecnología", destacó.

Las proteínas centran el nuevo horizonte

Los biochips son una herramienta fundamental de la genómica, la nueva ciencia que posibilita el análisis conjunto de los genes de cada individuo. Esta tecnología está permitiendo descender al nivel molecular para comprender como se desencadenan determinadas enfermedades, lo que está permitiendo por primera vez, como destaca Thomas Gingeras, vicepresidente de la compañía Affymetrix, pionera en el desarrollo de los biochips, "conocer la naturaleza y origen de determinadas enfermedades".

Gran parte de los estudios que emplean los biochips se centran en análisis genéticos, es decir, del ADN, aprovechando los descubrimientos relativos a la identificación del genoma. Sin embargo, la tecnología basada en estas placas permite también un paso más: analizar las proteínas codificadas por los genes.

Si el genoma es el libro de instrucciones generales que determina cómo se tienen que comportar las células del cuerpo humano, las encargadas de ejecutar estas órdenes son las proteínas. Su estudio presenta mayores complicaciones que el del ADN. Frente a éste -compuesto por la combinación de cuatro bases o letras químicas- las proteínas están de aminoácidos, de los que existen 20 diferentes. Además el mismo ADN está en todas las células, lo que facilita su exploración, frente a la situación de las proteínas, sólo presentes en determinadas células y concretas fases de desarrollo. El propio Gingeras reconocía en Valencia que el hecho de que existan 20 aminoácidos complica el trabajo, al necesitar quintuplicar la información que se maneja. A todo ello se suma que no sólo basta enumerar la secuencia de aminoácidos que forman la estructura de las proteínas, ya que es importante la configuración tridimensional en la que se disponen.

Pese a las complejidades que presenta el análisis, los biochips ofrecen grandes ventajas para su estudio. El método es similar al del análisis genético, pero, en lugar de poner en la placa miles de genes, se ponen miles de proteínas.

Los estudios realizados por la consultora Front Line Stategic Management apuntan a un aumento de la actividad comercial relacionada con los biochips de proteínas. Frente al 6% de cuota de mercado actual de esta tecnología, la proyección del año 2005 indica que el porcentaje de presencia en el mercado aumentará hasta situarse en una proporción del 10% respecto al resto de biochips.

En el punto de mira de la industria farmacéutica

J. P. Valencia

Uno de los sectores que contempla el desarrollo de los biochips con mayor expectación es la industria farmacéutica. Las grandes multinacionales de los medicamentos están tomando posiciones en forma de alianzas con los proveedores de tecnología para no quedarse atrás en el acceso a unas herramientas que se convertirán, según los expertos reunidos en Valencia, en uno de los principales instrumentos para obtener de forma más rápida y económica nuevos fármacos.

Lanzar un nuevo medicamento al mercado es un proceso muy largo y costoso. Desde que comienza su diseño hasta que se comercializa, en el caso de productos contra el cáncer o sida, el proceso se alarga entre los 10 y los 12 años y los costes se disparan hasta los 500 millones de dólares (más de 99.500 millones de pesetas). La capacidad de los biochips de desvelar la identidad genética de los virus y de fijar el tipo o evolución de tumores permite ahorrar mucho tiempo en la busqueda de soluciones eficaces. Al permitir determinar la diana del tratamiento con rapidez, se podrán diseñar productos que respondan al diagnóstico de los biochips y se ahorrarán gran parte de los ensayos clínicos.

Un estudio elaborado por Front Line Strategic Management Consulting, empresa estadounidense especializada en biotecnología farmacéutica, ha calculado esta reducción de coste. El actual coste por diana en el cribado de fármacos, situado en 1 o 2 dólares, bajará hasta los 0,0001 dólares, es decir una reducción de coste de hasta 10.000 veces.

Aumento de ventas

Este nuevo escenario en la búsqueda de medicamentos es uno de los principales motores que alienta las grandes expectativas de negocio que rodean a los biochips. La consultora californiana ha cifrado las ventas de biochips este año en 184 millones de dólares, frente a los 12 de 1997 y los 632 previstos para 2005.

Algunos de los principales acuerdos alcanzados hasta la fecha son las alianzas entre Affymetrix, la empresa líder en fabricación de biochips, con Glaxo Wellcome, Novartis, Smithkline Beecham, Pfizer o Rhône Poulenc, o entre Nanogen con Aventis Research & Technologies (dependiente de Hoechst AG) y Becton Dickinson. A estos pactos se suman los que están llevando adelante las proveedoras de biochips -TeleChem International, Orchid Biocomputer, Aclara Biosciences o Sequenom, además de Affymetrix- y las de hardware, -fundamentalmente IBM, Motorola, Hewlett-Packard y Texas Instruments- debido a los puntos en común entre los biochips y los chips informáticos.