Terapia génica: grupos, enfoques, vectores y otros detalles
Terapia génica: grupos, enfoques, vectores y otros detalles
Un gen es una secuencia lineal de ADN que codifica una proteína particular, que se requiere para ciertas funciones.
La mutación en el gen conduce a la producción de una proteína defectuosa y, en consecuencia, se ven afectadas las funciones llevadas a cabo por la proteína normal. La mutación en el gen es una de las causas de muchas enfermedades genéticas. El concepto de terapia génica es que si se introduce un gen correcto en el paciente (que está sufriendo debido a un gen defectuoso), la enfermedad genética podría controlarse o curarse. En la década de 1980, este concepto original fue llamado como "terapia de reemplazo genético".
Ahora, el término "terapia génica" ha superado su definición original y se aplica a todos los protocolos que involucran un elemento de transferencia de genes (y no necesariamente un gen que se sabe que causa una enfermedad). Algunas enfermedades genéticas son causadas por un defecto en un solo gen (como la deficiencia de adenosina desaminasa (ADA), fibrosis quística, anemia de células falciformes).
La terapia génica para corregir este defecto genético único es más probable que tenga éxito. Por otro lado, algunas enfermedades genéticas involucran múltiples factores genéticos y puede ser más difícil tratar dicha enfermedad con terapia génica. La terapia génica puede aplicarse tanto a enfermedades congénitas como a enfermedades adquiridas.
La terapia génica se ha subdividido en los grupos:
1. La transferencia de genes de células somáticas es la transferencia de genes a células diploides normales.
Este método afectará solo a la persona a la que la terapia génica administrada y los efectos de la terapia génica no se transmitan a las generaciones futuras.
2. La transferencia de genes de la línea germinal es la transferencia de genes a óvulos haploides o células espermáticas del sistema reproductivo. El gen transferido se transmitirá a la progenie en las generaciones posteriores. Los protocolos de terapia génica de la línea germinal son ampliamente utilizados en la producción de animales transgénicos para investigación, agricultura y biotecnología.
El desarrollo de enfermedades genéticas humanas hereditarias graves y angustiosas podría prevenirse antes del nacimiento y tales enfermedades podrían eliminarse en generaciones posteriores. Sin embargo, debido a la posibilidad de abuso, la terapia génica de la línea germinal en seres humanos debe discutirse ampliamente antes de que este enfoque pueda usarse para el tratamiento de enfermedades.
Hay dos enfoques diferentes de transferencia de genes a las células:
1. Transferencia génica ex vivo:
Las células requeridas de un paciente se aíslan y los genes deseados se introducen en las células. Las células transfectadas son reintroducidas en el paciente.
2. Transferencia génica in vivo:
Los genes deseados son introducidos en el paciente. Los genes entran en las células del paciente. La terapia génica en la medicina de trasplante es más probable que se utilice como un enfoque complementario.
1. Los genes podrían introducirse en los injertos de modo que los productos genéticos bloqueen la activación de las células T del receptor contra el injerto.
2. Los genes que producen antígenos MHC específicos del donante podrían introducirse en el receptor antes del trasplante. Los antígenos MHC del donante producidos por los genes introducidos podrían inducir la tolerancia al trasplante en el receptor.
Vectores de transferencia de genes:
Los vectores son los vehículos utilizados para transferir los genes de interés a las células diana. La célula diana expresará entonces la proteína codificada por el gen transferido. El gen de interés que se transfiere también se denomina "transgén".
Se consideran muchos factores antes de elegir un vector adecuado:
1. El tipo de célula objetivo.
2. El estado divisorio de la célula objetivo.
3. El tamaño del transgén.
4. La cantidad de tiempo que debe expresarse el transgén.
5. El potencial de una respuesta inmune contra el vector inducido que puede ser perjudicial para el individuo que se sometió a la terapia génica.
6. La facilidad de producción del vector.
7. La capacidad de administrar vector más de una vez al paciente.
8. Problemas de seguridad.
Vectores de transferencia de genes:
Los virus tienen la capacidad de entrar en las células y multiplicarse dentro de las células. Por lo tanto, las versiones atenuadas o modificadas de virus se utilizan como vectores para transportar el gen de interés en una célula.
Los vectores retrovirales utilizados como vectores en la terapia génica son:
1. Virus de la leucemia murina de Moloney (MMLU):
Una de las desventajas importantes de los vectores retrovirales es que los vectores retrovirales pueden insertarse aleatoriamente en cualquier lugar del ADN del huésped. La inserción aleatoria del genoma retroviral en el ADN del huésped puede llevar a los siguientes eventos no deseados.
yo. La inserción del genoma retroviral en un gen huésped responsable de producir una proteína importante evitará la producción de la proteína.
ii. La inserción del genoma retroviral en el gen supresor de tumores del huésped puede inactivar el gen supresor de tumores y conducir al desarrollo de tumores.
2. Virus Adeno:
El ADN adenoviral permanece episomal y rara vez se integra en el ADN del huésped. Pero las proteínas adenovirales se expresan en la superficie de las células transfectadas. En consecuencia, las respuestas inmunes contra las proteínas adeno virales pueden ser inducidas conduciendo al ataque de las células transfectadas por el sistema inmune del huésped. Además el propio adenovirus puede causar enfermedad en el huésped.
3. Virus adenoasociados (AAV):
Las ventajas del virus adenoasociado son que no causa enfermedades humanas, puede infectar muchos tipos de células e integrarse de forma estable en el genoma del huésped.
4. Virus del herpes simple.
5. Vaccinia virus.
Entrega de genes no virales:
1. Los liposomas consisten en las especies de lípidos, un anfifilo catiónico y un fosfolípido neutro. Los liposomas se unen y condensan el ADN para formar complejos que tienen una alta afinidad por las membranas plasmáticas de las células; esto resulta en la captación de liposomas en el citoplasma celular por un proceso endocítico. Recientemente, se ha desarrollado una combinación de elementos virales y no virales para aumentar la eficacia de la transferencia de genes a las células.
La primera terapia génica se intentó en un paciente humano hace casi 10 años. Desde entonces, se han realizado más de 390 estudios de terapia génica con más de 4000 sujetos. La primera terapia génica exitosa ha restaurado la función del sistema inmunológico en dos bebés franceses nacidos con la forma SCID vinculada a X
Se recolectaron las células madre en la médula ósea de estos pacientes; el gen normal se transdujo en las células madre defectuosas in vitro y las células madre se corrigieron; luego, las células madre corregidas se trasplantaron nuevamente a los mismos pacientes. Pronto estos pacientes produjeron células inmunitarias normales. Sin embargo, no puede considerarse un éxito completo hasta que los niños sean mucho mayores. Sin embargo, estos resultados iniciales son extremadamente prometedores y alentadores.
La terapia génica está en su infancia como una ciencia biomédica. La enfermedad granulomatosa crónica (CGD) es una enfermedad de inmunodeficiencia. Una forma de CGD vinculada al X representa aproximadamente el 65 por ciento de todos los casos. Las células madre hematopoyéticas de los pacientes con CGD ligados a X se aislaron y se transdujeron con un gen normal (la subunidad php de gp91 de la enzima llamada fagocito oxidasa). Las células transformadas fueron reintroducidas de nuevo en los mismos pacientes a partir de los cuales se aislaron las células. Tres de cada 4 pacientes tratados de esta manera tienen una producción sostenida y continua de neutrófilos durante 16 a 14 meses.
La terapia génica es un enfoque novedoso para tratar la enfermedad al modificar la expresión del gen de una persona hacia un objetivo terapéutico. El reemplazo de genes es teóricamente más deseable que la adición de genes. El gen defectuoso en el cromosoma se elimina y se coloca un gen correcto en esa posición (donde se supone que está el gen normal). La ventaja de este método es que el gen reemplazado se expresa solo en los momentos de necesidad y en las cantidades que necesita el cuerpo (por ejemplo, el gen introducido se comporta como si fuera un gen normal).
Corrección génica:
La secuencia defectuosa en el cromosoma anormal se corrige para que después de la corrección, el gen funcione como un gen normal.
La terapia génica ofrece muchas esperanzas para una variedad de condiciones clínicas. En la medicina de trasplante, la terapia génica se está aprovechando para prevenir el rechazo agudo y crónico de los injertos.
Básicamente hay dos enfoques:
1. Se pueden introducir genes que son importantes para prevenir el rechazo del injerto (p. Ej., Genes que codifican citoquinas supresoras o moléculas de bloque coestimuladoras).
2. Ácidos nucleicos antisentido para bloquear la producción de moléculas asociadas al rechazo, como las moléculas de adhesión.
