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La terapia genética es la técnica
que permite la localización exacta los posibles genes defectuosos de los
cromosomas y su sustitución por otros correctos, con el fin de curar las
llamadas «enfermedades genéticas», entre las que se encuentran muchos tipos de
cáncer.
El
desarrollo de la terapia genética se ha apoyado en los avances científicos
experimentados por determinadas ramas de la biología, como la genética, la
biología molecular, la virología o la bioquímica. El resultado es una técnica
que permite la curación de casi cualquier patología de carácter genético.
En el
desarrollo de dicha terapia hay que tener en cuenta diversos factores. Por un
lado, es necesario saber cuál es "tejido diana", es decir, el que va a recibir
la terapia. En segundo lugar, conocer si es posible tratar in situ el tejido
afectado. Igualmente importante resulta determinar el que facilita el traspaso
de un gen exógeno a la célula, es decir, qué vector se ha elegir para el
desarrollo del nuevo material genético que posteriormente se introduce el
tejido. Finalmente, es preciso estudiar al máximo la eficacia del gen nuevo y
saber que respuesta tendrá el órgano o tejido «hospedador», con la entrada del
gen modificado.
La finalidad principal de los estudios sobre terapia génica en
el ámbito de la medicina es conseguir los mejores resultados tanto en prevención
como en investigación, diagnóstico y terapia de las enfermedades hereditarias;
sin embargo, esta manipulación del material genético puede ser utilizada en
ingeniería genética, con el fin de mejorar determinadas características de los
seres vivos.
Los inicios de la terapia génica
Los
primeros trabajos en terapia génica se realizaron con ratones, mediante tecnica
del ADN recombinante, que consiste en introducir el ADN extraño en los
embriones, de forma que dicho ADN se expresa luego completamente, a medida que
desarrolla el organismo. El material genético introducido se denomina transgén;
los individuos a los que se les aplica esta técnica reciben el nombre de
transgénicos. Con la introducción de estos transgenes se puede lograr la
identificación de zonas concretas del material genético para llevar a cabo su
cloonación, con el fin de que solo se vean afectadas un tipo específico de
células.
Vectores
Los
vectores virales agrupan cuatro tipos de virus: retrovírus, adenovirus, virus
adnoasociados y herpesvirus; existen también vectores no virales, como el
bombardeo con partículas, la inyección directa de ADN, los liposomas catiónicos
y la transferencia de genes mediante receptores.
Vectores virales
Los
retrovirus comprenden una clase de virus cuyo material genético es una cadena
sencilla de ARN; durante su ciclo vital, el virus se transcribe en una molécula
bicatenaria de ADN, gracias a la acción de la enzima reverso transcriptasa, que
se integra en el genoma de la célula huésped sin aparente daño para ella. La
mayor parte de los retrovírus a excepción del HIV, sólo se pueden integrar en
células con capacidad para replicarse, lo cual restringe su uso. Sin embargo, se
pueden desarrollar en grandes cantidades y su expresión en la célula hospedadora
se realiza durante largos periodos de tiempo. Los adenovirus son un conjunto de
virus con ADN lineal de cadena doble. Los vectores de adenovirus son más grandes
y complejos que los retrovirus, pues en su construcción solamente se elimina una
pequeña región del material genético vírico. Su ciclo de infección, que
comprende de 32 a 36 horas en un cultivo celular conlleva en primer lugar la
síntesis de ADN de la célula y, posteriormente la sintesis y ensamblaje del ADN
y las proteínas víricas. Las infecciones de estos virus en seres humanos están
asociadas a enfermedades benignas, como la conjuntivitis.
La Principal ventaja
de su utilización en la terapia génica es que se pueden producir en grandes
cantidades y transfieren de forma muy eficaz el material genético a un número
elevado de células y tejidos, aunque el hospedador parece limitar la duración de
la expresión del nuevo material genético. Los virus adenoasociados son muy
pequeño no autónomos y con ADN lineal de cadena sencilla. Para la replicación de
estos virus es necesaria la confección con adenovirus. La inserción del material
genetico de los adenovírus asociados se suele producir en regiones del cromosoma
19. Los vectores que se forman con este tipo de virus son muy simples, no pueden
exceder en mucho la longitud del ADN viral, aproximadamente 4.680 nucleótidos, y
son capaces de expresarse a largo plazo en las células que no se dividen; sin
embargo, la respuesta que producen en la célula hospedadora es menor que la que
se ocasiona con el tratamiento con adenovirus y es difícil la producción de este
vector en grandes cantidades. Los herpesvirus poseen un material genético
compuesto por ADN de doble cadena lineal, con un tamaño aproximado de 100 a 250
Kb.
Presentan variaciones en cuanto al tamaño y organización del genoma,
contenido genético o células sobre las que actúan. Pero por regla general, este
tipo de de virus son muy útiles, pues es posible insertar en su genoma
grandes cantidades de ADN extraño y llevar a cabo durante largos periodos de
tiempo infecciones latentes en la célula hospedadora, sin ningún efecto aparente
sobre ésta. En la clase de los gamma-herpesvirus como el virus de Epstein-Barr,
se pueden producir infecciones latentes en células en división, de modo
que el material genético que lleva insertado el virus se replica conjuntamente a
la división celular y se hereda en toda la nueva progenie de células. El
inconveniente que presentan estos virus es que están asociados a daños
linfoproliferativos, con lo cual, para su uso como vectores es necesario
identificar estos genes y eliminarlos, manteniendo únicamente aquellos que
permitan la replicación del virus y el mantenimiento del plásmido viral. Hasta
la fecha, el uso fundamental de los herpesvirus en la terapia génica se limita
al empleo in vivo del herpes simples (HSV)
Vectores no virales
El
bombardeo de partículas constituye una técnica efectiva de transferir genes
tanto in vitro como in vivo. En este método físico el plásmido o porción de ADN
es recubierto en su superficie por gotas de oro o tungsteno, de 1 a 3 micras de
diámetro. Estas partículas, aceleradas por una descarga eléctrica de un aparato
o por un pulso de gas son «disparadas» hacia el tejido. El éxito de esta técnica
puede estar asegurado en los procesos de vacunación. Otra alternativa es la
inyección directa del ADN o ARN puro circular y cerrado covalentemente, dentro
del tejido deseado. Este método económico, y un procedimiento no tóxico, si se
compara con la entrega mediante virus. Como desventaja fundamental hay que
señalar que los niveles y persistencia de la expresión de genes dura un corto
periodo de tiempo. Esta tecnologia puede tener potencial como un procedimiento
de vacunación y como e genes a un nivel bajo. Los liposomas catiónicos consisten
en la mezcla de un 1 lipido catiónico de carga positiva y varias moléculas de
ADN con carga negativa debido a los fosfatos de la doble hélice. Este tipo de
vectores se han usado en el tratamiento de la fibrosis sistica y en las
enfermedades vasculares. Se pueden realizar transferencias de estos vía
catéter, aunque su uso es limitado, dedido a la baja eficacia de transfección
del material genético contenido en este complejo a la célula hospedadora ya su
relativa toxicidad. Un problema que se plantea con las técnicas anteriores es
que el vector alcance realmente su objetivo y no quede diseminado por el
organismo. Por ello existe un procedimiento que consiste en introducir, junto al
material genético que queremos transferir, moléculas que puedan ser reconocidas
por los receptores de la célula diana. Estas moléculas pueden ser azucares,
péptidos, hormonas, etc. y su ventaja respecto a otros modelos es que se
establece una interacción muy específica, como la interacción
transportador/célula, y no muy inespecífica como la que se verifica entre las
cargas iónicas.
Experimentos en animales
Los
experimentos con animales conforman una parte fundamental en el estudio de
cualquiera de las aplicaciones de terapia génica; sus dos objetivos principales
son el análisis de la seguridad del sistema de vectores y el estudio de la
eficacia de la transferencia de genes. El efecto de la dosis y su duración es
comprobado en varias especies, incluyendo primates y otros animales que sean
hospedadores para el virus salvaje (por ejemplo, las ratas del algodón se usan
para el estudio de adenovirus). Se analiza la difusión de secuencias vitales,
especialmente a las gónadas, y cualquier efecto adverso, como la inflamación
tras la administración del vector. El propósito de estos ensayos no es mostrar
que el vector no produce efectos adversos —cualquier clase de droga tiene esa
capacidad en determinada dosis—, sino precisar el tipo de suceso adverso que
podría esperarse si los humanos estuvieran expuestos al vector, y fijar las
posibles dosis que pueden acarrear estos sucesos. Para una enfermedad genética,
un ratón con un gen eliminado o un animal con el fenotipo apropiado sería válido
en este tipo de estudio.
Terapia génica en seres humanos
Esta
terapia está destinada al tratamiento de enfermedades infecciosas y auto
inmunes, Las estrategias se basan en la eliminación de poblaciones de células
infectadas con virus, como el HIV, mediante administración directa de moléculas
de ácidos nucleicos o a través del desarrollo de vacunas. En la terapia contra
el cáncer, se puede actuar con diferentes objetivos. Si se opera sobre las
células del sistema inmunitario, se manipulan ex vivo las células efectoras
antitumorales del sistema inmune. Estas células son modificadas genéticamente y
reimplantadas con el fin de liberar dentro del tumor el producto de los genes
exógenos, como las cítoquinas. Sobre las células hematopeyéticas o formadoras de
sangre se actúa incorporando los llamados genes MDR, que confieren mayor
resistencia a las altas aplicaciones de quimioterapia en el paciente. Si se
actúa directamente sobre las células tumorales, se introducen factores genéticos
que provoquen la muerte o apoptosis de las células tumorales o aumenten la
respuesta del sistema inmunitario antitumoral del paciente.
Fuente Consultada: Gran
Enciclopedia Universal (Espasa Calpe) - Wikipedia - Enciclopedia de la Vida Tomo
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