Dirección genética por Oliver Smith
Tres científicos galardonados, los científicos estadounidenses Mario Capecchi y Oliver Smith y el científico británico Martin Evans, utilizaron tecnología de "orientación genética" para inactivar genes específicos en ratones. Cultivo de ratones "inactivados genéticamente" con una investigación extremadamente alta. valor. El sitio web de la famosa revista británica de divulgación científica "New Scientist" publicó un informe especial el día 8, señalando la importancia de la tecnología de "orientación genética" para hacer posible cambiar arbitrariamente los genes del ratón. Proporciona un modelo animal para pruebas de fármacos para el estudio de enfermedades genéticas humanas. Con estos modelos animales, los humanos podrán encontrar nuevos tratamientos para diversas enfermedades genéticas de manera más efectiva, y no está lejos de superar por completo las enfermedades genéticas.
En el campo de la medicina moderna, "muy dañino" es un término apropiado para describir aquellas enfermedades genéticas que causan muchos dolores de cabeza a los científicos. Estas enfermedades son causadas por genes causantes de enfermedades, como las cardiopatías congénitas, la hemofilia, la fibrosis quística, etc. Dado que la terapia génica no está lo suficientemente madura, una vez que se padece una enfermedad genética, sólo se puede "resignarse al destino". Pero la gente ha estado tratando de encontrar estos genes para "recetar el medicamento adecuado". Los científicos que buscan estos genes son francotiradores absolutos. Dado que el cuerpo básico de la vida, las moléculas de ácido desoxirribonucleico (ADN), son muy pequeñas y los genes que causan enfermedades están aún más ocultos, es difícil para los científicos encontrarlos. "Ahí es donde la tecnología resulta útil. La tecnología de "dirigido a genes" se refiere al uso de la propiedad del ADN de recombinación homóloga con ADN exógeno para modificar específicamente un determinado gen de un organismo. Con esta poderosa arma, las personas pueden apuntar a un gen específico para inactivarlo y estudiar la función de ese gen específico. Por ejemplo, utilizando el "alcance de alta precisión" de la "focalización de genes", los científicos pueden apuntar con precisión a cualquier gen y realizar investigaciones en profundidad sobre él.
Aunque la tecnología de "dirigido a genes" es ahora ampliamente valorada, comenzó relativamente tarde y no se desarrolló hasta principios de los años 1980. En 1981, el científico británico Martin Evans, entonces profesor de genética de mamíferos en la Universidad de Cardiff, extrajo por primera vez células madre embrionarias (ESC) de embriones de ratón. En ese momento, no se dio cuenta de que esto tendría un impacto significativo en la salud. estudio de las enfermedades genéticas humanas. Las células madre embrionarias se refieren a células indiferenciadas en las primeras etapas del desarrollo embrionario humano. Tienen totipotencia celular y pueden diferenciarse y desarrollarse en individuos animales completos. Los científicos estadounidenses Mario Capecchi y Oliver Smith encontraron un tesoro después de conocer los resultados de la investigación de Evans. Tuvieron una idea completamente nueva: modificar genéticamente las células madre embrionarias, lo que condujo a la "eliminación genética" de la aparición de ratones.
Los científicos prevén "silenciar" algunos genes inactivos con funciones desconocidas en los organismos para encontrar al culpable de las enfermedades genéticas. En realidad, esto no es difícil de entender. El científico británico Evans usó un ejemplo vívido para describir este proceso: una banda estaba tocando, pero un charlatán con pocas habilidades se mezclaba. Su presencia provocó un grave descenso en el rendimiento general de la banda. ¿Cómo descubrirlo? Lo mejor que puedes hacer es dejar que la "nueva cara" deje de actuar. Si la calidad de la actuación no cambia mucho, entonces no es la persona que estás buscando. Si el programa alguna vez vuelve a su nivel anterior, entonces el tipo que fue expulsado es la fuente del problema. Para los científicos, el cuerpo humano es como una orquesta. La aparición de genes que causan enfermedades altera el orden normal y es necesario encontrar contramedidas.
A medida que la tecnología de "dirigido a genes" madura, los científicos pueden "eliminar" con éxito ciertos genes en ratones, que más tarde se denominan ratones "inactivados a genes". El método específico consiste en modificar genéticamente primero las células madre embrionarias de ratón mediante recombinación genética, para cambiar los genes específicos en las células madre embrionarias y luego implantar las células madre embrionarias "modificadas" en los primeros embriones de ratones para generar ratones quiméricos. Cuando este tipo de ratón crece, aparecen fragmentos de ADN modificados en algunas células del cuerpo y algunos genes sospechosos han sido "eliminados". Si el gen objetivo es "eliminado" en las células germinales de los ratones, todas las células del cuerpo del ratón serán "modificadas" después del nacimiento.
En 1989, los científicos criaron los primeros ratones con "gen knockout". A través de múltiples "knockouts", descubrieron en los ratones que el gen que causa la enfermedad de Reye (también conocida como síndrome de autodestrucción). gen de herencia recesiva ligada al cromosoma X. Hasta ahora, los científicos han criado más de 500 ratones con diferentes mutaciones genéticas, de los cuales más de 10.000 corresponden a enfermedades humanas como enfermedades cardiovasculares, diabetes y cáncer.
Estos ratones son de gran valor para la investigación médica. Como dijo Richard Wojcik, director del Laboratorio Jackson en los Estados Unidos, famoso por la investigación médica con ratones: "Estos ratones se utilizan para estudiar genes. Los ratones han tenido un impacto revolucionario en nuestros métodos de investigación. Ahora, cuando la gente encuentra nuevos genes, piensan en ratones con genes inactivados. "Muchas grandes instituciones de investigación en el mundo han criado ratones con genes inactivados. Ratas, cuya familia ha crecido hasta convertirse. miles de cepas. Esto demuestra que cada vez se han "eliminado" más causas fundamentales de las enfermedades.
Gracias a los esfuerzos de muchos investigadores científicos, la tecnología de "dirigido a genes" también se ha desarrollado hasta una etapa bastante madura. Los científicos han podido hacer que se produzcan mutaciones genéticas en células u órganos específicos en momentos específicos del crecimiento del ratón. . Es como un francotirador que toma la iniciativa absoluta y es capaz de asestar un golpe mortal al objetivo en el momento adecuado. El científico británico Evans desarrolló los resultados de su investigación anterior y trasplantó con éxito genes para enfermedades pulmonares genéticas humanas y fibrosis quística en ratones. El equipo de investigación dirigido por Smith expresó genes relacionados con la hipertensión y las enfermedades arteriales en ratones.
Un análisis del "New York Times" estadounidense señaló que la tecnología de "dirigido a genes" ha desempeñado un papel vital en el tratamiento de enfermedades genéticas en humanos. El periódico citó a un investigador senior diciendo que la secuencia genética de los ratones es 95% similar a la de los humanos, y sus órganos son casi idénticos. Los ratones son equivalentes a "minihumanos de bolsillo".
Tomemos como ejemplo la fibrosis quística humana. Esta enfermedad es una enfermedad genética de un solo gen y sigue siendo una "enfermedad incurable". Pero los científicos han criado ratones con fibrosis quística, proporcionando un modelo animal para la investigación de tratamientos para la enfermedad. Con este tipo de ratón, los científicos pueden probar con valentía varios tratamientos nuevos, aumentando enormemente las posibilidades de vencer la enfermedad. Los científicos suelen utilizar modelos informáticos para realizar investigaciones en ingeniería y física de materiales. De manera similar, los ratones con "gen knockout" se han convertido en "computadoras biológicas" vivientes. Proporciona un modelo ideal para el estudio de enfermedades genéticas humanas y desempeña un papel crucial en el esclarecimiento de los mecanismos de las enfermedades humanas. Con este tipo de "ordenador", es muy posible que los seres humanos obtengan "resultados operativos": nuevos tratamientos eficaces.
La investigación con células madre embrionarias finalmente ha sido reconocida por el premio científico más importante del mundo, lo que da esperanza a los científicos. Debido a que la extracción de células madre de embriones humanos requiere la destrucción de embriones tempranos, muchas organizaciones de derechos humanos y grupos religiosos se oponen firmemente a ello. El gobierno de Estados Unidos también ha estado bajo fuerte presión para reducir la financiación de la investigación científica en este campo. El presidente Bush ha dicho repetidamente "no" al proyecto de ley sobre células madre. Lille Armstrong, investigador del Instituto de Investigación del Genoma Humano de Estados Unidos, dijo con optimismo: "Quizás el presidente Bush no cambie su decisión, pero en el futuro el gobierno federal podría crear un fondo especial para la investigación con células madre embrionarias".