Origen Terapia Genica

¿CUÁL ES EL ORIGEN Y EN QUE CONSISTE LA TERAPIA GENICA?

Determinados descubrimientos en el campo de la Biología Molecular han hecho posible el desarrollo de la terapia génica. La terapia génica se presenta como una promesa terapéutica de utilidad en todo tipo de patologías, la cual probablemente revolucionará nuestra concepción de la medicina. El surgimiento de la terapia génica ha sido posible gracias a la confluencia de los avances del conocimiento en campos tales como: Biología Molecular, Genética, Virología, Bioquímica, y Biofísica entre otras. Se espera que en las próximas décadas los desarrollos alcanzados por la terapia génica revolucionen las prácticas del tratamiento de enfermedades tales como el cáncer en todas sus manifestaciones, el SIDA, el mal de alzhaimer y más de 100 enfermedades hereditarias (inclusive la vejez), que hasta el momento no tenían ninguna esperanza de ser controladas terapéuticamente. Fundamentalmente esta terapia va dirigida a reparar los errores básicos que se encuentran en la estructura genética de un individuo; es decir va encaminada a reemplazar aquellos genes mutados o imperfectos, por genes que poseen la secuencia correcta de nucleótidos y con la cual es posible la trascripción de ese gen para expresar una proteína determinada. Los primeros experimentos que surgieron en la introducción de genes fue en la levadura y en células de mamíferos en cultivo tisular, El reto estaba en qué habría que hacer si se estudiara el control genético del desarrollo de un organismo superior, donde las interacciones celulares juegan un papel crucial, Campo en el cual la ciencia a avanzado mucho en la última década y hoy en día incluso se han tratado satisfactoriamente algunas enfermedades genéticas.

CÓMO SE MANIFIESTA EN EL ORGANISMO?

La terapia génica tiene por objetivo principal el reemplazo físico de segmentos de ADN mutados o deficientes que causan diversas enfermedades. Estos fragmentos de ADN son reemplazados por otros similares no mutados que van a corregir de una manera definitiva la anomalía física causada por los genes dañados. Estos genes son insertados en el organismo con la utilización de ciertos virus como vectores transportadores que se introducen a la célula. El ADN de estos virus se inserta de manera natural al ADN de la célula y corrige el defecto genético padecido. Los virus vectores utilizados en la terapia génica se basan en cuatro grupos retrovirus, adenovirus, virus adenoasociados y herpesvirus. Otra forma muy común de reemplazo de genes se lleva a cabo mediante inserción de las secuencias de ADN deseadas en una bacteria, las cuales son inducidas a crecimiento en medios de cultivo especiales, con el fin de lograr grandes cantidades del gen deseado que puede ser aislado y purificado en las bacterias cultivadas. Una vez extraído, el ADN es secuenciado e insertado en el organismo durante sus primeros estadios de desarrollo, mediante la tecnología de ADN recombinante que utiliza como herramientas para este caso las enzimas de restricción que detectan y eligen como sitio de corte determinadas secuencias palindrómicas de ADN. De la misma manera como lo habíamos mencionado anteriormente, éstas secuencias son insertadas en vectores virales, los cuales son manipulados genéticamente con el fin de extraer los genes que son potencialmente malignos para el organismo. Una vez que se han creado estos microorganismos transgénicos, los pacientes a los cuales se les proporciona esta terapia son infectados con dosis de suero que poseen determinada concentración de partículas virales. Al penetrar los vectores virales al organismo éstos comienzan a infectar las células con su genoma viral. De esta forma, el gen sano es insertado en el ADN de las células del organismo aprovechando que los viriones poseen mecanismos naturales de intercambio de ADN con las células de todas las especies vivas. De esta manera la célula adquiere el gen sano y puede empezar a cumplir su función en cuanto a la síntesis de la proteína deficiente. Otro método muy similar al mencionado anteriormente se basa en el mismo principio de inserción de material genético por medio de virus, solo que en este procedimiento el virus no es directamente inserto en el organismo sino que una cantidad de células aisladas del individuo son infectadas y una vez transmitido el gen éstas son insertas nuevamente al organismo de este modo las células se dividen y codifican la cantidad de proteína
requerida.
Existen dos tipos de terapia dependiendo del tipo de células a las que se aplique las cuales son terapia génica somática y germinal. La terapia somática va dirigida solamente a los tejidos del organismo y no se hereda a las siguientes generaciones, en cambio, la terapia germinal va dirigida a las células reproductoras, de modo que los efectos terapéuticos se manifestarían sobre los descendientes. De momento la terapia germinal no está autorizada en ningún país y todos los protocolos en marcha hasta el momento en seres humanos son de terapia somática.

Transferencia Genica

Transferencia Genica

La terapia génica requiere que se transfieran eficientemente
los genes clonados a células enfermas, de
manera que los genes introducidos sean expresados en
cantidad adecuada.Tras la transferencia génica, los genes
insertados se pueden llegar a integrar en los cromosomas
de la célula, o bien quedar como elementos genéticos
extracromosómicos (episomas).
2.1. Genes integrados en cromosomas
La ventaja de que el gen se integre en el cromosoma
es que puede perpetuarse por replicación cromosómica
tras la división celular. Como las células de la progenie
también contienen los genes introducidos, se puede obtener
una expresión estable a largo plazo. Así, en los tejidos
formados por células en división activa, la clave es
dirigir la modificación a las células madre (una población
minoritaria de células precursoras indiferenciadas
que dan lugar a las células diferenciadas maduras del tejido).
Además, las células madre no sólo dan lugar a las
células maduras del tejido, sino que al mismo tiempo se
renuevan ellas mismas. En consecuencia, se trata de una
población inmortal de células a partir de la cual deriva el
resto de células del tejido. La transferencia eficiente de genes
a las células madre y la posterior estable expresión del
gen estable ofrece, por tanto, la posibilidad de curar un
trastorno genético.
No obstante, la integración cromosómica tiene sus
inconvenientes debido a que la inserción suele ocurrir
casi al azar: la localización de los genes insertados puede
variar enormemente entre células. En algunos casos, los
genes insertados pueden no expresarse debido a su inserción
en regiones muy condensadas. En algunas ocasiones,
la integración puede provocar la muerte de la célula
huésped (por ejemplo, por inserción en un gen
crucial, inactivándolo). Este tipo de acontecimientos tiene
consecuencias únicamente para la célula en la que sucede
la integración. Una preocupación mayor es el riesgo
de cáncer: la integración puede perturbar los
patrones normales de expresión de genes que controlan
la división o la proliferación celular, por ejemplo a través
de la activación de un oncogén o de la inactivación de un
gen supresor de tumores o de un gen implicado en la
apoptosis (= muerte celular programada). La terapia génica
ex vivo ofrece al menos la oportunidad de seleccionar
las células en las que la integración ha tenido éxito,
gracias a que se amplifica a estas células en cultivo y se
comprueba si sus fenotipos presentan alguna evidencia
obvia de transformación neoplásica, como paso previo
a su re-administración al paciente.
2.2. Genes no integrados
Algunos sistemas de transferencia génica están diseñados
para insertar genes en células donde pueden
quedar como elementos extracromosómicos (episomas)
y tener una expresión elevada. Si las células están dividiéndose
activamente, el gen introducido puede no
segregar igualmente a las células hijas, por lo que la expresión
a largo plazo puede ser un problema. El resultado
es que la posibilidad de curar un trastorno genético puede
ser remota: harán falta tratamientos repetidos de terapia
génica. Sin embrago, en algunos casos puede ser que
no haga falta una expresión estable a largo plazo. Por
ejemplo, las terapias génicas contra el cáncer suelen implicar
la transferencia y expresión de genes a células cancerosas
con la intención de eliminarlas. Una vez eliminado
el tumor, el gen terapéutico puede no ser necesario nunca
más.
2.3. Métodos de transferencia génica
Para alcanzar un determinado efecto biológico en terapia
génica es necesario introducir de manera eficaz la
secuencia génica de interés en la célula diana y conseguir
su expresión. Estos objetivos suponen contar con
un adecuado sistema de vehiculización o transferencia y,
al mismo tiempo, disponer de promotores adecuados para
conseguir la máxima expresión del gen insertado en
la célula.
La introducción en una célula de material genómico
foráneo se denomina transferencia génica, transducción
o transfección. Los principales sistemas de
transferencia pueden agruparse en dos tipos: los métodos
físico-químicos y los vectores virales.
Los métodos de transferencia génica físico-químicos
o no virales (Tabla 1) fueron los primeros en ser desarrollados.
En estos métodos el ADN foráneo o exógeno
está integrado en un plásmido, que es una molécula
de ADN que puede ser mantenida de manera episómica,
es decir, de forma estable e independiente del genoma
de la célula huésped.

Terapia Genica

TERAPIA GENICA

En la actualidad, la dotación genética de una célula
puede ser modificada mediante la introducción de
un gen normal en el organismo diana que sustituya al
gen defectuoso en su función; es lo que se denomina
terapia génica. La terapia génica se puede definir como
el conjunto de técnicas que permiten vehiculizar secuencias
de ADN o de ARN al interior de células diana,
con objeto de modular la expresión de determinadas
proteínas que se encuentran alteradas, revirtiendo
así el trastorno biológico que ello produce.
En función del tipo celular diana, existen dos modalidades
de terapia génica:
1) Terapia génica de células germinales: aquella dirigida
a modificar la dotación genética de las células
implicadas en la formación de óvulos y espermatozoides
y, por tanto, transmisible a la descendencia.
Este tipo de terapia génica sería la indicada para corregir
de forma definitiva las enfermedades congénitas,
una vez que la técnica sea eficaz y segura, situación
que no parece darse en el momento actual.
La terapia génica de la linea germinal humana no
ha sido practicada debido a las limitaciones de la

tecnología de manipulación de las células germinales
y a considerandos éticos, en especial el peligro
de la modificación del acervo genético de la especie
humana, y el riesgo de potenciación genética, que
derivaría en prácticas de eugenesia por selección artificial
de genes que confiriesen caracteres ventajosos
para el individuo.
2) Terapia génica somática: aquella dirigida a modificar
la dotación genética de células no germinales, es decir,
de las células somáticas o constituyentes del organismo.
Por ello, la modificación genética no puede
transmitirse a la descendencia. Por consenso
general entre los investigadores y con la legislación
actual, basada en motivos éticos y de seguridad, solamente
se llevan a cabo protocolos clínicos en este
tipo de terapia génica. En principio, la terapia génica
somática no ha sido motivo de reservas éticas,
salvo las relacionadas con su posible aplicación a la
ingeniería genética de potenciación, es decir, toda
manipulación genética cuyo objetivo sea potenciar
algún carácter, como la altura, sin pretender tratar
enfermedad alguna.