luis alberto maldonado torres jammer andrés molina cedeño andrés rodríguez contreras
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Terapia Génica
Luis Alberto Maldonado Torres
Jammer Andrés Molina Cedeño
Andrés Rodríguez Contreras
Temario
1. Definición y generalidades
2. Clasificación
4. Vectores
5. Aplicaciones
Temario
Definición y generalidades
El concepto de terapia génica resulta de la observación de ciertas enfermedades
Se define como la aplicación de principios genéticos para el tratamiento de enfermedades humanas
La terapia génica es el proceso por el cual se inserta material genético en una célula, con el fin de hacer que esta produzca una proteína normal.
La terapia génica es un método que puede ser usado para el manejo de trastornos hereditarios, así como de enfermedades adquiridas
Definición y generalidades
Definición y generalidades(Objetivos)
El estudio conjunto de todas estas ciencias pretende dar respuesta a las siguientes preguntas:
• ¿Cuál es la naturaleza del producto génico? • ¿Es un ácido nucleico? • ¿ Es una proteína? • ¿ Es un tipo particular de célula? • ¿ Es una célula fácilmente accesible? • ¿ El estado de la enfermedad la deja más o menos accesible?• ¿ Está la célula en división o no ?• ¿ Es posible el tratamiento in vivo o ex vivo?• ¿Es requerida la expresión del gen de forma temporal o permanente? • ¿Será la célula devuelta tratada? • ¿Eliminará la célula tratada una aplicación acertada?• ¿Es necesario el tratamiento de todas las células en un órgano o tejido?• ¿ Habrá un efecto permanente? • ¿ Tendrán las células tratadas una ventaja selectiva ?
La terapia génica se erige en la actualidad médica como una de las
formas más promisorias de terapéutica pero todavía hace falta encontrar la respuesta a muchos interrogantes
conceptuales y técnicos para que esta sea un arma útil contra la amplia gama
de patologías que enfrentamos los seres humanos
En esencia cambia la secuencia del genotipo de un
organismo para que tenga implicaciones fenotípicas.
Definición y generalidades(Características)
Las utilidades van desde curar enfermedades unigénicas hasta
modificar el equilibrio del sistema inmune, permitiendo la
modulación de la respuesta contra cualquier antígeno
Definición y generalidades(Características)
Clasificación
Según la metodología
utilizada
In vivo Ex vivo
Según el tipo de célula
blanco
Germinal Somática
Clasificación
Clasificación(In vivo)
Agrupa las
técnicas en las que el
material genético
se introduc
e directamente en
las células
del organism
o, sin que se
produzca su
extracción ni
manipulación in vitro
Comprende todos aquellos protocolos en los que las
células a tratar son
extraídas del
paciente, aisladas, crecidas
en cultivo y sometida
s al proceso
de transfere
ncia in vitro
Clasificación(Ex vivo)
Clasificación(Germinal)
Dirigida a modificar la dotación genética de las células implicadas en la formación de óvulos y
espermatozoides y, por tanto, transmisible a la
descendencia
Clasificación(Somática)
Dirigida a modificar la dotación genética de
células no germinales, es decir, de las células
somáticas o constituyentes del
organismo
VECTOR GÉNICO
Un vector génico es un agente que transfiere información genética, por algún medio, de un organismo a otro.
Los vectores son sistemas que ayudan en el proceso de transferencia de un gen exógeno a la célula
Facilitan la entrada y biodisponibilidad intracelular
Se han utilizado una gran variedad de vectores con fines experimentales, pero todos ellos pueden ser clasificados en: vectores virales y vectores no virales.
VECTOR GÉNICO
Vectores Virales
La propiedad más eficientes de los virus es la de integrar los genes virales dentro del material genético de la célula infectada y así utilizar la maquinaria celular para reproducir las partículas virales.
El avance en el conocimiento de la biología de los virus ha permitido el uso de esta propiedad para desarrollar virus que puedan transportar genes de interés terapéutico, o vectores virales, para terapia genética.
VECTOR GÉNICO
Vectores no virales
Técnicas que permiten introducir genes terapéuticos sin necesidad de utilizar virus.
Bombardeo de partículas
Inyección directa de ADN
Liposomas catiónicos
Transferencia de genes mediante receptores
VECTORES VIRALES
Retrovirus
Son virus de ácido ribonucleico (ARN) que contienen la información genética viral.
Luego de infectar la célula, el ARN es convertido en ácido desoxiribonucleico (ADN). El ADN viral se inserta en el genoma de la célula y de esta manera se convierte en parte de ella, replicándose cada vez que la célula infectada se replica
VECTORES VIRALES
Retrovirus
El genoma viral es pequeño (aproximadamente 10 kilobases) y su organización prototípica es muy sencilla, comprendiendo tres genes que codifican:
o Gag proteína de la cápsida y de la matriz sin actividad enzimática.
o Pol la transcriptasa inversa, proteasa e integrasa.
o Env proteínas de la envuelta del virus
VECTORES VIRALES
Adenovirus
Los adenovirus comprenden una gran clase de virus no desarrollados que contienen ADN lineal de cadena doble.
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
No tienen replicación viral y eliminan la posibilidad de mutagénesis. El genoma del adenovirus es más grande (sobre 35 kilobases), y su organización es más compleja que la de retrovirus.
VECTORES VIRALES
Adenovirus
Los adenovirus comprenden una gran clase de virus no desarrollados que contienen ADN lineal de cadena doble.
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
No tienen replicación viral y eliminan la posibilidad de mutagénesis. El genoma del adenovirus es más grande (sobre 35 kilobases), y su organización es más compleja que la de retrovirus.
VECTORES VIRALES
Virus Adenoasociados (AAV)
Es un virus muy pequeño, muy simple, no autónomo, que contiene ADN lineal de cadena sencilla.
Requiere la coinfección con adenovirus u otros para replicarse.
La organización del genoma es extremadamente simple, comprendiendo sólo dos genes:
o Rep proteínas involucradas en la replicación e integración.
o Cap tres proteínas estructurales víricas.
VECTORES VIRALES
Virus Adenoasociados (AAV)
Los vectores de base AAV son extremadamente simples.
Los extremos del genoma comprenden repeticiones terminales (TR) de cerca de 145 nucleótidos.
Contienen sólo las secuencias víricas TR que bordean la unidad de transcripción de interés.
El único problema parece ser que la longitud del vector ADN no puede exceder mucho de la longitud del genoma viral con 4680 nucleótidos.
VECTORES VIRALES
Herpesvirus
El virus presenta un material genético compuesto por ADN bicatenario lineal de 100 a 250 Kb
Son virus de ADN capaces de establecer latencia en sus células huésped.
Tienen la ventaja de poder incorporar fragmentos de ADN exógeno de gran tamaño (hasta unas 30 kb)
Sólo puede llevarse a cabo en pacientes que no hayan sido infectados previamente por él, pues pueden presentar inmunidad.
VECTORES VIRALES
VECTORES NO VIRALES
Bombardeo de partículas
Este se ha mostrado como un método efectivo de transferir genes tanto in vitro como in vivo .
En este método físico el plásmido de ADN es primero revestido sobre su superficie de gotas de 1 a 3 micras de diámetro de oro o tungsteno.
Estas partículas son aceleradas por una descarga eléctrica de un aparato o por un pulso de gas y son " disparadas" hacia el tejido.
VECTORES NO VIRALES
Inyección directa de ADN
Por este método el ADN o ARN puro circular y cerrado covalentemente es directamente inyectado dentro del tejido deseado.
Es un método simple, económico, y un procedimiento que no es tóxico comparado con la entrega mediante virus.
El potencial para llevar largas construcciones de ADN es también ventajoso.
Los niveles y persistencia de la expresión de genes es probablemente demasiado corta (días) .
VECTORES NO VIRALES
Liposomas catiónicos
La técnica se basa en las propiedades de carga eléctrica del ADN, los lípidos catiónicos y la membrana celular.
Los lípidos catiónicos son capaces de interaccionar con las cargas negativas del ADN condensándolo, de modo que el exceso de cargas positivas permita la interacción electrostática con las cargas negativas que presenta la membrana celular.
VECTORES NO VIRALES
Transferencia de genes mediante receptores
Consiste en implantar al transportador unas moléculas que serán reconocidas por los receptores presentes en el tipo celular elegido.
Las células absorberán por endocitosos estas construcciones, generándose endosomas cuyo interior se acidifica y acaba fusionándose con lisosomas que contienen enzimas que degradaran su contenido.
APLICACIONES
Enfermedades Monogénicas Hereditarias
Un solo gen es el que está alterado de manera que no realiza correctamente su función.
Una nueva copia del gen en su “versión” correcta podría ser introducida en el individuo afectado para substituir el gen alterado.
Enfermedades Adquiridas
Como neoplasias o enfermedades infecciosas. Enfermedades como Cáncer, SIDA.
APLICACIONES
APLICACIONES
Terapia Génica del Cáncer
Aumento de la respuesta inmune celular antitumoral (terapia inmunogénica).
Introducción de genes activadores de drogas dentro de las células tumorales o terapia de genes suicidas.
Normalización del ciclo celular.
Manipulación de las células de la médula ósea.
Protección de las células normales de los efectos de la quimioterapia o radioterapia.
APLICACIONES
Terapia Génica del SIDA
Aproximaciones tanto in vivo como ex vivo, mediante el empleo de vectores retrovirales portadores de genes de la cápside o la envoltura del VIH, como la glicoproteína 120, siendo los linfocitos T las células diana.
La introducción de genes que produzcan ribozimas que degraden el RNA viral.
La terapia con genes suicidas, similar a la utilizada en la terapia del cáncer
APLICACIONES
APLICACIONES
Factores que condicionan su uso
Tipo de herencia: Enfermedades Monogénicas son mejores candidatas que las Enfermedades Multifactoriales.
Patrón de herencia: Enfermedades recesivas son mejores candidatas a ser tratadas que las Enfermedades dominantes.
Naturaleza de la mutación que causa la enfermedad: Enfermedades que se generan por pérdida de la función son mejores candidatas que las que se generan como consecuencia de una ganancia funcional.
Tamaño del gen que se inserta en el vector: Los genes con secuencias de pequeño tamaño son siempre mejores candidatos.
Tejido donde se manifiesta la enfermedad: Es mas tratable si es un tejido cuyas células puedan ser extraídas, cultivadas con facilidad in vitro, resistentes a la manipulación y reintroducidas sin dificultad en el organismo.
Gracias!!!!