5. Terapia Génica

La TERAPIA GÉNICA es un tratamiento médico que consiste en manipular la información genética de células enfermas para corregir un defecto genético o para dotar a las células de una nueva función que les permita superar una alteración. 

Con la ayuda de vectores adecuados, que son generalmente virus, se introduce el gen correcto y se integra en el ADN de la célula enferma mediante técnicas de recombinación genética. 

En principio existen tres formas de tratar enfermedades con estas terapias: 

·   Sustituir genes alterados.

Se pueden corregir mutaciones mediante cirugía génica, sustituyendo el gen defectuoso o reparando la secuencia mutada.

    Inhibir o contrarrestar efectos dañinos.

Se lleva a cabo mediante la inhibición dirigida de la expresión génica. Este proceso se desarrolla bloqueando promotores, interfiriendo con los mecanismos de expresión génica mediante RNAs anti-sentido que son complementarios de RNA-m y se unen a ellos bloqueándolos, o, más recientemente, mediante siRNA, "RNAs pequeños interferentes", que bloquean secuencias específicas de RNA, por lo que pueden inhibir cualquier gen bloqueando sus RNA-m.

·   Insertar genes nuevos.

Se realiza por supresión dirigida de células específicas. Se insertan genes suicidas que destruyen a la propia célula que los aloja o genes estimuladores de la respuesta inmune. También se puede introducir una copia de un gen normal para sustituir la función de un gen mutante que no fabrica una proteína correcta. 

Estos son los vectores utilizados en la terapia génica:

características para un vector:

• Que sea reproducible.
• Que sea estable.
• Que permita la inserción de material genético sin límite de tamaño.
• Que permita la transducción tanto en células en división como en aquellas que no están proliferando.
• Que posibilite la integración del gen terapéutico en un sitio específico del genoma.
• Que se integre una vez por célula, para poder controlar la dosis.
• Que reconozca y actúe sobre células específicas.
• Que la expresión del gen terapéutico pueda ser regulada.
• Que carezca de elementos que induzcan una respuesta inmune.
• Que pueda ser caracterizado completamente.
• Que sea inocuo o que sus posibles efectos secundarios sean mínimos.
• Que sea fácil de producir y almacenar.
• >Que todo el proceso de su desarrollo tenga un coste razonable.

VECTORES:

Virus

Todos los virus son capaces de introducir su material genético en la célula huésped como parte de su ciclo de . Gracias a ello, pueden producir más copias de sí mismos, e infectar a otras células.

Algunos tipos de virus insertan sus genes físicamente en el del huésped, otros pasan por varios orgánulos celulares en su ciclo de infección y otros se replican directamente en el citoplasma, por lo que en función de la terapia a realizar nos puede interesar uno u otro.

Retrovirus

El genoma de los retrovirus está constituido por ARN de cadena sencilla, en el cual se distinguen tres zonas claramente definidas: una intermedia con genes estructurales, y dos flanqueantes con genes y estructuras reguladoras. Cuando un retrovirus infecta a una célula huésped, introduce su ARN junto con algunas enzimas;que se encuentran en la matriz, concretamente una <, una transcriptasa inversa y una integrasa.

La acción de la retrotranscriptasa permite la síntesis del ADN genómico del virus a partir del ARN. A continuación, la integrasa introduce este ADN en el genoma del huésped. A partir de este punto, el virus puede permanecer latente o puede activar la replicación masivamente.

Para usar los retrovirus como vectores víricos para terapia génica inicialmente se eliminaron los genes responsables de su replicación y se reemplazaron estas regiones por el gen a introducir seguido de un gen marcador.

Adenovirus

adenovirus presentan un genoma de ADN bicatenario, y no integran su genoma cuando infectan a la célula huésped, sino que la molécula de ADN permanece libre en el núcleo;celular y se transcribe de forma independiente. Esto supone que el efecto posicional o la mutagénesis por inserción no se dan en estos vectores, lo cual no quiere decir que no tengan otros inconvenientes. Además, debido al hecho de que en su ciclo natural se introducen en el núcleo de la célula, pueden infectar tanto células en división como células quiescentes.

A los vectores de primera generación se les eliminó parte del gen E1, básica para la replicación, y a los de 2.ª, se les eliminaron otros genes tempranos en el ciclo del virus. En ambos casos, cuando se realiza una infección con una concentración elevada de virus, se produce la expresión de otros genes que provocan una respuesta inmune considerable.

Por ello, los últimos vectores basados en adenovirus prácticamente han sido desprovistos de la mayor parte de sus genes, con la excepción de las regiones repetidas de forma invertida, y la zona necesaria para la encapsidación.

Virus Adenoasociados (AAV)

son virus pequeños con un genoma de ADN monocatenario. Pueden integrarse específicamente en el cromosoma 19 con una alta probabilidad. Sin embargo, el VAArecombinante que se usa como vector y que no contiene ningún gen viral, solo el gen terapéutico, no se integra en el genoma. En su lugar, el genoma vírico recombinante fusiona sus extremos a través del ITR (repeticiones terminales invertidas), apareciendo recombinación de la forma circular y episomal que se predice que pueden ser la causa de la expresión génica a largo plazo.

Muchos ensayos con VAA están en curso o en preparación, principalmente en el tratamiento de músculos y enfermedades oculares, los dos tejidos donde el virus parece ser particularmente útil. Sin embargo, se están comenzando a realizar pruebas clínicas, donde vectores basados en el VAA son utilizados para introducir los genes en elcerebro. Esto es posible porque VAA pueden infectar células que no están en estado de división, tales como las neuronas.

                                                            Herpes virus

Los herpesvirus son virus de ADN capaces de establecer latencia en sus células huésped. Son complejos genéticamente hablando, pero para su uso como vectores tienen la ventaja de poder incorporar fragmentos de DNA exógeno de gran tamaño (hasta unas 30 kb). Además, aunque su ciclo lítico lo realizan en el lugar de infección, establecen la latencia en neuronas, las cuales están implicadas en numerosas enfermedades del sistema nervioso, y son por ello dianas de gran interés.

Los vectores herpesvíricos puestos en marcha han usado dos estrategias principales:

- La recombinación homóloga entre el genoma del virus completo y el contenido en un plásmido que llevaba el transgén en la zona que codifica para genes no esenciales en lo que se refiere a replicación e infección.

- El uso de vectores con orígenes de replicación del virus así como las correspondientes secuencias de empaquetamiento, y su introducción en estirpes celulares bien coinfectadas con virus silvestres o bien portadoras del resto de genes del mismo implicados en la encapsidación y replicación, para permitir la formación de partículas virales recombinantes con las que realizar el tratamiento.

No obstante, el uso de vectores basados en el HSV (virus del herpes simple), sólo puede llevarse a cabo en pacientes que no hayan sido infectados previamente por él, pues pueden presentar inmunidad.