Terapia Génica

Enfermedades genéticas. Sistemas virales. Virus

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Terapia Génica

Es la introducción de un gen o genes en las células de un paciente con intención de lograr un beneficio terapéutico. La inserción de genes se utiliza para corregir un defecto genético hereditario que origina una enfermedad, para contrarrestar o corregir los efectos de una mutación genética, o incluso para programar una función o propiedad totalmente nueva de una célula.

En la actualidad, la terapia de las enfermedades genéticas en específico de las metabólicas, se lleva a cabo por restricción dietética, suministro de cofactores y más recientemente reemplazo de la enzima y alotransplante en otras por ejemplo las talasemias. Sin embargo a pesar de los logros y avances obtenidos en esta esfera, pacientes y familiares aquejados de enfermedades genéticas se sienten disgustados por la ausencia de terapias específicas y eficientes.

La única forma de curar más que de tratar estas enfermedades, es la de reemplazar o corregir el gen defectuoso. Esto es lo que se pretende lograr con la Terapia Génica; por lo cual se puede definir este tipo de terapia como: el reemplazo o corrección del gen defectuoso, por el gen normal (terapéutico) dentro de las células somáticas que expresan la patología y así corregir la proteína (enzima) defectuosa, con lo cual se consigue enlentecer, estabilizar o revertir el curso de la enfermedad.

Técnicas de terapia génica

En primer lugar se requiere que el gen esté clonado, de manera que se pueda este manipular e introducir en las células.

En segundo lugar tener acceso a las células dianas. Estas son las células donde se expresa el producto génico y que serán las transfectadas.

Existen dos vías para suministrar los genes a las células dianas:

  • Terapia Génica ex vivo: En la cual se extraen células al paciente para la introducción de los genes terapéuticos, pudiendo utilizar para ello vectores virales o no virales y el posterior transplante autologo de las células corregidas genéticamente.

  • Con relación a los sistemas virales hay cuatro tipos de virus que están siendo utilizados actualmente en ensayos clínicos o están bajo desarrollo experimental, ellos son: retrovirus, adenovirus, los virus adeno asociados y el virus herpex simple.

  • Retrovirus: Son los que primeramente y más ampliamente han sido utilizados. Tienen la ventaja única de que se integran al genoma del hospedero, siendo esto una parte de su ciclo de vida y es además un proceso altamente eficiente y no tienen efecto deletéreo sobre la viabilidad y función de la célula hospedera infectada.

  • Adenovirus: Su genoma es de aproximadamente 36 Kb, presenta genes que codifican para proteínas de síntesis temprana y tarde.

  • El ADN es de doble cadena, pueden infectar un amplio rango de líneas celulares sin atender a si están en división o no.
    Son virus poco infectantes por lo que las enfermedades que ocasionan son benignas.

  • Virus Adeno Asociados: Los VAA son parvovirus no patogénicos que requieren coinfección con adenovirus o algunos miembros de la familia de los virus herpex para lograr la infección.

  • Virus Herpex Simple: Es un virus encapsulado de ADN de doble cadena que se replica como un episoma en el núcleo del hospedero.

  • Sistemas no virales:

  • Liposomas: Son vesículas compuestas de una bicapa lipídica que rodea a un volumen acuoso. Han sido utilizados desde 1960 con el objetivo de suministrar drogas in vivo; su seguridad en humanos está avalada por muchos ensayos clínicos. Sus ventajas son la ausencia delimites en el tamaño del ADN que puede admitir y ser transferido y su incapacidad para recombinarse o integrarse en el genoma celular así como no inducir respuesta inmune.

  • Plasmidos y vectores conjugados: La manera más simple de realizar terapia génica es a inyección de ADN en un vector de expresión en la circulación y dejar que este alcance el sitio específico de la patología y se exprese establemente.

  • 2. Terapia Génica in vivo: Se refiere al suministro directo del gen terapéutico a las células somáticas diana (ej. infusión intravenosa, inyección estereotáctica) sin la necesidad de extraer y cultivar las células para la inserción génica, eliminando los gastos que conlleva este proceso; así como el riesgo potencial del procedimiento de trasplante.

    Hasta ahora no obstante, la más utilizada es la terapia génica ex vivo.
    Los sistemas de vectores son vehículos utilizados con el fin de insertar el ADN foráneo a la célula somática diana. Se utilizan tanto en la vía de suministro ex vivo como en la in vivo.

    Los sistemas de vectores se clasifican en dos grandes grupos: los sistemas virales y los sistemas físicos.

    El vector ideal, que por el momento no existe, debería reunir una serie de características, como son las siguientes:

    a.- Permitir la incorporación y expresión regulada durante el tiempo conveniente de uno o más genes necesarios para la aplicación clínica requerida.
    b.- Ser especifico en su trasferencia génica para la célula diana.
    c.- Ser irreconocible por el sistema inmune y no inducir respuesta inflamatoria
    d.- Ser estable y fácil de obtener.

    Sin embargo, puesto que las aplicaciones son tan diversas como los tipos de cánceres y las situaciones clínicas, es conveniente disponer de un abanico de diferentes vectores que las puedan cubrir.

    Dificultades para que la Terapia Génica sea una realidad.

    Para poder introducir un gen en la parte de un gen (a veces no es necesario ponerlo todo entero) dentro de la célula, en el laboratorio, se necesita utilizar un «vehículo de transporte» de fuera a dentro de la célula. Para hacer esta función, generalmente se utilizan virus «modificados» o «atenuados» de manera que cumplan correctamente este trabajo y no sean «patógenos» (peligrosos) para el hombre. Otras veces se utilizan, en vez de virus modificados, mezclas de liposomas con genes o trozos de genes o bien la inyección (microinyección) intracelular del gen.

    Cualquiera de estas metodologías es muy compleja y, a pesar de que se van venciendo las dificultades, el experimento no siempre tiene éxito, sea porque la clonación (inserción del gen) no tiene lugar o por cualquier otro motivo.

    Para evidenciar que el gen que se ha querido clonar ha quedado correctamente integrado en la nueva célula y funciona, es necesario que produzca la proteína que se desea que fabrique; pero, al mismo tiempo, es necesario que las células clonadas sobrevivan o que se reproduzcan y que la producción de la proteína se mantenga en cada una de las células que se forman a medida que se dividen.

    Una vez demostrado esto, se tendrá que probar que, inyectadas en seres vivos (animales de laboratorio) no son peligrosas; es decir, que el procedimiento utilizado para modificar o inactivar el virus ha sido efectivo y que, por lo tanto, no crean ningún problema en el animal receptor. Hecho esto, sería necesario evidenciar que funcionan, es decir, que se mantienen vivas y funcionando a lo largo del tiempo también en el animal vivo, produciendo la proteína que han de producir y, por lo tanto, corrigiendo el defecto genético.

    Hasta que todos estos requisitos no se hayan cumplido, las autoridades de los diferentes países no autorizan que se empiecen a hacer pruebas en el hombre, y estas se tienen que hacer como un ensayo clínico rigurosamente controlado por las autoridades sanitarias.

    Es necesario entender que cada gen es diferente y que, por lo tanto, cada vez que se quiere hacer terapia génica con un gen nuevo aparecen nuevas dificultades que es necesario solucionar, y que no es lo mismo querer hacer terapia génica de un gen pequeño (ADA o factor IX) que de un gen grande (factor VIII) o que de uno de muy grande (Duchenne).

    Actualmente, la única enfermedad hereditaria que ha sido tratada con terapia génica, con un éxito relativo pero esperanzador, es el déficit congénito de adenosina diaminasa (ADA) que daba lugar a un defecto de la inmunidad que fue parcialmente corregido con la terapia génica nombrada.



    Figura nº1

    Esquema que representa los dos tipos de técnicas

    de terapia génica.

    El siguiente esquema resume de los procedimientos necesarios

    para realizar la terapia génica:

    1º Aislamiento del gen que interesa.

    2º Secuencia del gen

    3º Clonage del gen.

    4º Persistencia y/o amplificación del gen dado en las células escogidas.

    5º Transplante e implantación y/o inyección de las células con el gen clonado.

    6º Persistencia y/o multiplicación de las células en el ser vivo

    7º Liberación de la proteína deficitaria y corrección del defecto genético.

    8º Lo mismo que en 5º, 6º y 7º, pero en el hombre (no realizado aún).

    Figura nº 2

    Introducción.

    Todo organismo, aún el más simple, contiene una enorme cantidad de información. Esta información se almacena en una macromolécula que se halla en todas las células: el ADN. Este ADN a su vez está dividido en una gran cantidad de genes (la cantidad varía de acuerdo a la especie). De esta forma el genoma es el responsable de las características del individuo. Los genes controlan todos los aspectos de la vida, incluyendo el metabolismo, la forma, el desarrollo y la reproducción. Por ejemplo, la síntesis de una proteína X hará que el individuo manifieste el rasgo para “pelo negro, mientras que una proteína Y determinará el “pelo castaño.

    La terapia génica es la única forma de tratar o curar enfermedades genéticas corrigiendo o reemplazando el gen defectuoso.

    Hoy en día se investigan diversas enfermedades genéticas que se trabajan, algunas, exitosamente y otras con algunos inconvenientes en sus resultados, pero todas ayudan a que el paciente se sienta de alguna forma “mejor”. Algunas de estas enfermedades se describirán detalladamente en este informe, intentando que el lector entienda y forme una opinión personal respecto al tema. Se presentaran esquemas explicativos para hacer síntesis generales de algunos puntos tratados, se mencionará la primera terapia génica realizada, así como también los problemas éticos y morales en Chile y el mundo.

    Para finalizar, se expondrán opiniones personales respecto del tema, estas intentarán ser lo más objetivas posibles para no pasar a llevar la opinión que forme el lector una vez leído el informe.

    Bibliografía:

    Enciclopedia Microsoft Encarta 98

    http://www.mdausa.org/

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    http://www.bioplanet.net/magazine/bio_novdic_1999/bio_1999_novdic_genetica.htm

    TECNICA TERAPIA GÉNICA

    EX VIVO

    VECTOR

    IN VIVO

    INTRODUCEN

    MODIFICADAS

    CÉLULAS

    PACIENTE

    GENÉTICAMENTE

    EXTRAER

    CÉLULAS

    ELEMENTO

    INTRODUCIR

    ADN

    PRETENDE

    NO VIRALES

    VIRALES

    LIPOSOMAS

    LIPÍDICAS

    DNA

    INTERIOR

    VIRUS

    RECOMBINANTES

    RETROVIRUS

    ADENOVIRUS

    HERPES SIMPLES

    ADENO

    ASOCIADOS

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