Iconografía molecular, medicina molecular y salud fue el título de una ponencia con la que Vanderheyden dio a conocer sus últimas investigaciones a un grupo de informadores europeos. El especialista belga lidera un equipo de investigadores que tratan de aplicar las innovaciones técnicas en tomografía computadorizada o espectografía de masas a los procesos y reacciones que tienen lugar en el organismo humano. La empresa para la que trabaja, además de componer impresionantes secuencias de cuanto ocurre en el interior del cuerpo para la serie de televisión House, M.D., progresa en la detección precoz de procesos neoplásicos y neurodegenerativos. La clave, como explica el entrevistado, está en la transcripción de un lenguaje molecular que todo lo abarca.
Creo que la mejor definición es la que forjó el año pasado el Journal of Nuclear Medicine: «una técnica que de forma directa o indirecta consigue monitorizar y registrar la distribución espacio-temporal de las moléculas y los procesos celulares con destino a aplicaciones bioquímicas, biológicas, diagnósticas o terapéuticas».
Por supuesto. Lawrence habría alucinado con el descubrimiento del ADN y los posteriores avances en biología molecular. Pero el asombro discurre hoy hacia unidades todavía menores.
Exacto. Un átomo de hidrógeno tiene particularidades asombrosas, por no hablar del de carbono, que es casi como un libro en el que leer la historia de toda la creación.
Una utilidad ya verificada se refiere a la genómica y la cartografía del genoma humano, la secuenciación genética de las enfermedades hoy conocidas y la posibilidad de asesorar factores de riesgo en determinados individuos. Se trata de aplicaciones de hoy, no futuras. Mediante iconografía molecular podemos partir de muestras in Vitro para caracterizar o detectar una enfermedad y establecer, en base a esa simple caracterización, un diagnóstico muy preciso.
«En un futuro,los médicos podrán predecir quién va a padecer una enfermedad e intervenir precozmente»
La medicina avanza también hacia una mejor caracterización de las enfermedades. Los cribados de pacientes son, ciertamente, esenciales para rentabilizar las pruebas diagnósticas de última generación; del mismo modo que estas pruebas permiten rentabilizar las medidas terapéuticas a seguir.
Mediante iconografía molecular podemos averiguar por qué determinados fármacos actúan mejor en unos pacientes que en otros, podemos monitorizar el efecto terapéutico y ayudar al terapeuta a escoger y prescribir algo que sabe a ciencia cierta que va a funcionar, sin necesidad de hacer terapias empíricas que pueden, en ocasiones, resultar contraproducentes. En un futuro inmediato, los médicos podrán predecir qué individuos van a padecer una enfermedad, intervenir en las fases más precoces de la misma y monitorizar al 100% la eficacia del tratamiento administrado.
En nuestro departamento contamos con biólogos que se encargan de interpretar la biología fundamental de las enfermedades y explorar posibles biomarcadores que ayuden al médico a trazar un diagnóstico. Contamos asimismo con químicos que escudriñan las características de los biomarcadores que son objeto de estudio y que se sirven de la iconografía molecular para observar el comportamiento de estas partículas en determinadas situaciones fisiológicas. Luego disponemos de médicos que diseñan estudios clínicos o preclínicos para poner a prueba las hipótesis formuladas por los investigadores de laboratorio.
Sabemos que la proteína amiloide desempeña un papel central en la enfermedad de Alzheimer. Basándonos en el comportamiento de esta molécula y a través de iconografía molecular podemos distinguir un cerebro normal de otro con problemas de memoria u otro con disfunción cognitiva latente. De este modo, vigilamos la aparición de la demencia y podemos intervenir en su fase más precoz, obteniendo así los mejores resultados terapéuticos.
En el estudio de los genes, la iconografía molecular nos permite no solamente fijar las estructuras, sino averiguar la información y las instrucciones que contiene cada gen. De este modo, podemos trazar el desarrollo del gen en su interacción con una proteína y avanzar cuál va a ser el producto final. En nuestro laboratorio hemos identificado el ADN de una oruga hasta dar con la secuencia proteica y las instrucciones para que la tal oruga acabe convertida en una mariposa monarca. Hemos llegado al extremo de descubrir que cada mancha en el diseño de los colores del ala de la mariposa corresponde a la expresión de un único gen. Por extensión, podemos decir también que cada gen implicado en una enfermedad instruye una caracterización molecular concreta.
Nosotros sólo nos circunscribimos, por ahora, a la oncología, la cardiología y la neurología.
Volviendo a la enfermedad de Alzheimer, nuestros biólogos han descubierto que la enfermedad avanza un 10-15% cada año que pasa; por lo que no es igual tratar al paciente cuando la enfermedad acaba de debutar que después de varios años. En cardiología cartografiamos mediante iconografía molecular toda la inervación cardiaca, pudiendo detectar y medir la actividad de los neurotransmisores implicados en la perfusión. Por esta vía, también podemos detectar el debut de una insuficiencia cardiaca congestiva.
En los pacientes con cáncer, podemos monitorizar la eficacia de un agente quimioterapéutico, demostrar que algunos tumores conservan su masa pese a haber quedado sin metabolismo y, de este modo, reivindicar el papel de la angiogénesis en la remisión cancerosa. Trabajamos asimismo en la identificación de biomarcadores para la metástasis.
Los marcadores biológicos o biomarcadores permiten identificar cambios medibles, ya sean bioquímicos, fisiológicos o morfológicos, que se asocian a la exposición de una determinada molécula. Algunos marcadores, como los de respuesta biológica o de enfermedad, no pueden identificar la sustancia desencadenante de un episodio patológico; en cambio, indican al investigador que el episodio patognómico (signo o síntoma específico de alguna enfermedad) ya ha tenido lugar y que es necesaria una intervención terapéutica.
Por ejemplo, los niveles de colinesterasa en sangre se ven alterados por la exposición a plaguicidas. Un nivel anormalmente bajo de colinesterasa es un biomarcador de la exposición a plaguicidas organofosforados. Los biomarcadores se utilizan para detectar la presencia de una exposición, determinar las consecuencias biológicas de esta exposición, detectar los estados iniciales e intermedios de un proceso patológico, identificar a los individuos sensibles de una población o fundamentar la decisión de intervenir, tanto a nivel individual como ambiental.
Para averiguar si un presunto biomarcador cumple bien su función, los biólogos deben prestar atención a la especificidad y sensibilidad del biomarcador, la facilidad o dificultad con que puede ser detectado, su estabilidad y su cinética de formación. Los biomarcadores más utilizados son los marcadores internos de dosis, que permiten cuantificar la concentración de los xenobióticos (compuestos sintetizados en laboratorio) y sus metabolitos, y los marcadores de dosis biológicamente efectivas (los compuestos de adición de hemoglobina y albúmina son biomarcadores de dosis biológicamente efectivas muy convenientes debido a que se pueden obtener fácilmente de la sangre).
También están los marcadores de respuesta biológica (son muy persistentes y a menudo representan alteraciones genéticas; constituyen ejemplos las mutaciones de ciertos oncogenes y los intercambios entre cromatinas hermanas). Los marcadores de enfermedades se presentan en manifestaciones preclínicas o precoces de enfermedades y que representan el último paso antes de que se establezca la enfermedad que produce la exposición; por ejemplo, los pólipos en el colon son un marcador de enfermedad ya que la continuación de la exposición puede conducir a la generación de un cáncer.
Y por último, los marcadores de susceptibilidad, que se utilizan para identificar a los individuos más susceptibles, con mayor probabilidad de reproducir el trayecto de exposición-enfermedad; un marcador de susceptibilidad es la actividad de la N-acetiltransferasa, de forma que los individuos con una elevada actividad de esta enzima tienen un riesgo más elevado.
