Terapia Genetica

La TG se basa en la introducción de nuevo material genético dentro de una célula para conseguir un beneficio terapéutico. Cuando la base molecular de la enfermedad a tratar consiste, por ejemplo, en la ausencia de un producto determinado debido a un gen nativo defectuoso (Factor IX, en la hemofilia B; distrofina, en la distrofia de Duchenne, etc.), se podría introducir directamente una copia adicional del gen normal para restablecer la función.

Ejemplo de "TG"

Otro ejemplo de TG consiste en introducir un “gen suicida” de manera específica en células neoplásicas o infectadas con un patógeno peligroso, para que sólo estas células blanco sean destruidas, no viéndose afectadas las células sanas circundantes.

"TG" de linea terminal

Si se alteran genéticamente las células de la
línea germinal, todas las células del organismo presentarán la modificación y todo cambio introducido pasará a la descendencia, con lo que surgirían evidentes planteos éticos sobre la alteración de la herencia humana. En el presente artículo sólo se discutirá la TG de células somáticas.

"TG" de células somáticas

En ella, se altera genéticamente un solo órgano
o tejido del individuo, sin afectar sus células germinales y, por lo tanto, no existen efectos sobre la descendencia. A su vez, se puede realizar ex-vivo (se obtienen células del paciente, se transfiere el material genético deseado mediante un vector adecuado, se seleccionan y se reimplantan en el paciente) o in vivo (se administra el material genético terapéutico directamente al paciente).

¿Qué material terapéutico se introduce
en la célula?

Para realizar TG se pueden introducir en la célula blanco diferentes estructuras constituidas por ácido desoxirribonucleico (ADN) (como plásmidos, aptáremos y oligonucleótidos) o ácido ribonucleico (ARN) (como ribozimas, ARN de interferencia, aptáremos y oligonucleótidos, entre otras)

Plásmidos

Los plásmidos son estructuras de ADN de cadena doble que existen en procariotas (bacterias) y en algunos eucariotas (levaduras).Naturalmente, los genes presentes en el plásmido le confieren a las bacterias portadoras ciertas cualidades, como la resistencia antibiótica. Los plásmidos son relativamente fáciles de purificar y manipular. Los mayores inconvenientes se relacionan con su rápida degradación y su expresión temporaria

Aptáremos

Los aptáremos son ácidos nucleicos que no existen naturalmente. Para su creación, primero se sintetizan diferentes cadenas de oligonucleótidos en forma aleatoria, las cuales luego se incuban con las moléculas blanco de interés, hasta encontrar las que –de acuerdo a su estructura tridimensional– presentan mayor avidez de unión. Finalmente, se amplifican los oligonucleótidos que presentan la mayor afinidad.

Oligonucleótidos

Son ácidos nucleicos pequeños de cadena simple que, tras su internalización, pueden impedir la expresión de una proteína específica involucrada en el desarrollo de una enfermedad.
Pueden actuar uniéndose directamente al gen, formando una estructura de triplex con la doble cadena de ADN e impidiendo su transcripción.

Ribozimas

Son moléculas de ARN que, gracias a su estructura terciaria, presentan actividad enzimática: cortan y pegan ARN en sitios específicos. Existen ribozimas naturales que han sido descriptas en virus, procariotas y eucariotas. En el laboratorio,
se pueden generar ribozimas sintéticas, con la capacidad de dirigir el corte hacia una secuencia específica de blanco.

ARN de interferencia

La interferencia del ARN es un fenómeno natural que lleva a silenciar la expresión de un determinado gen, por un mecanismo postranscripcional. En líneas generales, cuando una célula incorpora, por infección viral o por transferencia, moléculas de ARN de cadena doble, éstas son cortadas por una enzima en fragmentos más pequeños (21-23 nucleótidos) llamados ARN pequeños de interferencia (siRNA, por small interfering RNA).

¿Cómo se introduce el material genético
en la célula?

Para introducir ácidos nucleicos en la célula
se pueden utilizar vectores virales y no virales.

Vectores virales

Los virus introducen su material génico en las células de manera eficiente, por lo que suena lógico su uso como vectores del material génico a introducir, sustituyendo el genoma propio del virus por un ácido nucleico terapéutico. En la práctica, la mayoría de los protocolos de TG utiliza virus como vectores, habiéndose ensayado en patologías como la distrofia muscular, el cáncer y el sida.

Retrovirus

En el laboratorio se generan retrovirus con toda la maquinaria necesaria para su incorporación en la célula blanco. Estos pueden transportar hasta 8 kb (suficiente para prácticamente todos los ácidos nucleicos terapéuticos) pero, salvo los Lentivirus, estos sólo pueden integrar su genoma en células en
división activa

Herpesvirus

Poseen dos características muy interesantes para su uso: 1) al ser neuropáticos, resultan muy útiles para introducir genes en células del sistema nervioso; 2) al mantenerse en estado latente, pueden persistir por mucho tiempo en el tejido nervioso. Su ADN no se integra al del huésped, pero se mantiene establemente de manera episómica y se divide junto al ADN cromosómico.

Adenovirus

Los adenovirus tienen ADN de cadena doble, el cual ingresa a la célula infectada sin integrarse en su genoma. Los Adenovirus han sido empleados en protocolos para el tratamiento de pacientes con cáncer de mama, ovario y melanoma metastásicos y ensayados contra entidades tan diversas como la isquemia y el glioblastoma

Virus adenoasociados

Los virus adenoasociados tienen ADN de cadena simple, el cual ingresa a la célula infectada y pasa al ADN de cadena doble. Luego se integra en el genoma del huésped, generalmente en el cromosoma 19, reduciendo las chances de mutagénesis insercional.

Vectores no virales

Los vectores no virales generalmente no presentan inmunogenicidad (como los vectores virales), pero son menos eficientes a la hora del ingreso del material génico a la célula.

Liposomas

Los liposomas no presentan especificidad para
ningún tipo celular y su entrega de material génico es mucho menos eficaz que la mediada por virus. No obstante, algunos liposomas se pueden dirigir mediante la modificación de sus lípidos de pared o por su acople a sustancias, como la vitamina A, o a fragmentos de anticuerpos (inmunoliposomas).

Cromosomas artificiales

Pueden transferir grandes segmentos de ADN.
Al mantenerse como episoma (material genético que puede existir de manera independiente al genoma del huésped) de forma estable, no se corre el riesgo de mutagénesis insercional. Además, pueden llevar varias secuencias regulatorias que permitan el función del promotor que se utilice a obtener la expresión histoespecífica del gen.