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.
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.
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