Vectores de Transferencia Genética

Una de las funciones más influyentes en la que participan los bacteriófagos es la transferencia horizontal de genes mediante el mecanismo de transducción. Durante este proceso, los bacteriófagos actúan como vectores del material genético entre bacterias, resultado en el empaque del material genético bacteriano en cápsidos virales.

La Transducción es un proceso en el cual una partícula viral sirve como vector en la transferencia de genes entre bacterias. En estudios moleculares se utiliza esta característica como una herramienta para la manipulación genética de los microorganismos.

La transducción es una de las tres maneras por los cuales ocurre transferencia de genes entre microorganismos, donde el ADN bacteriano, es encapsidado por un virus y transferido a una célula receptora metabólicamente activa.

En condiciones apropiadas, todos los fagos líticos pueden actuar como fagos de transducción generalizada constituyendo un importante elemento de transferencia genética no solo entre miembros de la misma especie sino incluso entre géneros. Los eventos transduccionales en ecosistemas acuáticos (lagos, océanos, ríos, tratamientos de agua) y en ecosistemas terrestres (superficies en plantas, animales, suelo, sedimentos) promueven la recombinación genética en poblaciones microbianas y esto contribuye a la adaptación de los cambios en el medio ambiente.

Esta transferencia genética puede ocurrir de una manera especializada, en donde una partícula transduccional contiene en su interior ADN viral unido a secuencias bacterianas. Esto ocurre como resultado del corte inexacto del profago presente en el cromosoma bacteriano por una infección lisogénica.

Cuando las partículas virales son llenadas por completo de fragmentos genómicos bacterianos, éstos constituyen una transducción generalizada (contiene únicamente genes de origen bacteriano). P22 es un fago que lleva a cabo este tipo de transducción y se ha encontrado que puede llevar en su interior material genético del mismo peso molecular que su genoma. La gran capacidad reside en su cápsido de 100 Kpb, lo cual lo hace útil para la transferencia de plasmidios, casetes de resistencia hacia antibióticos o transposones.

Una forma alterna de la formación de fagos transduccionales especializados (contiene genoma viral unido a fragmentos bacterianos) es la inserción de elementos translocables dentro del genoma viral como es el caso de P22 Tc-10 el cual lleva genes de resistencia en tetracilina del Factor- R.

Esta transferencia de genes es un evento que contribuye con el mantenimiento del contenido genético total de los microorganismos. Sin embargo, para que ocurra una transducción exitosa, el genoma del fago transductor debe realizar recombinación con el cromosoma bacteriano, de lo contrario constituye una transducción abortiva. Estudios han revelado que tan solo un 10% de los eventos transduccionales son efectivo, aunque el tratamiento de los lisados de fagos con radiación UV, influencian la inserción del genoma viral y aumentan la eficiencia de transducción de 10 – 50 veces.

El efecto de la radiación se debe a la inactivación de los genes de virulencia del fago y alternamente estimula la recombinación dentro de la célula recipiente. Secuencias genéticas similares en el genoma bacteriano igualmente estimulan la recombinación del genoma viral.

Biotecnológicamente, la transducción ha sido utilizada como herramienta molecular, para la transferencia de marcadores moleculares tales como genes de resistencia antibióticos, plasmidios y genes previamente manipulados para análisis mutagénicos y en la búsqueda de información del metabolismo y características moleculares de las bacterias . Esto ha permitido el avance en estudios fisiológicos y genéticos microbiales.

Fenilcetonuria

La fenilcetonuria es un trastorno que se caracteriza porque la conversión de la fenilalanina en tirosina es defectuosa.

El defecto fundamental es la ausencia de la fenilalanina hidroxilasa. La fenilalanina no puede ser convertida en tirosina, que es una aminoácido fundamental.

La fenilanina-hidroxilasa contiene dos fracciones proteicas distintas: una fracción lábil, existente sólo en el hígado, y otra estable, extensamente distribuida en los tejidos animales. En la fenilcetonuria, la anormalidad radica en el factor lábil, que es la enzima que en realidad cataliza la hidroxilación. Cuando la hidroxilasa es deficiente, se usan vías alternativas para metabolizar la fenilalanina. La fenilalanina es convertida por transmutación en ácido fenilpirúvico, que es reducido a ácido feniláctico, o forma, por descarboxilación, ácido fenilacético que, por conjugación, origina la feniacetilglutamina. Finalmente, la fenilalanina puede convertirse también en ácido alfa-hidroxifenilacético. En la fenilcetonuria, la fenilalanina y estos productos metatólicos se acumulan en los líquidos del organismo. Estos compuestos no son metabolitos anormales, sino metabolitos normales aunque en cantidades anormales.

En presencia de este ambiente químico no usual, constituido por concentraciones elevadas de fenilalanina y metabolitos, ocurren otros cambios. La pigmentación menos acentuada se ha distribuido a la inhibición de la tirosinasa por la fenilalanina y puede lograrse el oscurecimiento del cabello dando con el alimento un suplemento de tirosina o desminuyendo la fenilalanina de la dieta. Las concentraciones más bajas de 5-hidroxitriptamina (serotonina) en los fenilcetonúricos guardan relación con el hecho de que los metabolitos que se acumulan en la fenicetonuria inhiben la 5-hidroxitriptófano-descarboxilasa. Estos metabolitos inhiben también el ácido glutámico-descaboxilasa, de lo que resultaría una menor cantidad de ácido gamma-aminobutírico, lo que podría ser importante para la función cerebral. Las minores cantidades de adrenalina, noradrenalina y dopamina en la fenilcetonuria se han atribuido a la inhibición de la dopadescarboxilasa por estos metabolitos.

La deficiencia mental es la característica más importante de fenilcetonuria. Los niños fenilcetonúricos parecen normales al nacer y el retraso de su desarrollo intelectual puede pasar inadvertido un tiempo. Una tercera parte de los enfermos no presentan signos neurológicos, mientras que en otra tercera parte de los enfermos, sobre todo los más gravemente afectados pueden sufrir una parálisis cerebral grave. Un 80% de los examinados presentan una electroencefalograma anormal, estas anormalidades son múltiples, y alrededor de una cuarta parte de los enfermos sobre todo los más gravemente retrasados, sufren convulsiones.

Referencia:

www.psicobiologia.net

Trastorno autista

En 1943 el Dr. Leo Kanner, un psiquiatra de la universidad John Hopkins, escribió la primera ponencia aplicando el término autismo a un grupo de niños ensimismados y con severos problemas de índole social, de comportamiento y de comunicación.

El autismo se considera un trastorno generalizado del desarrollo comienza en la infancia, y supone incapacidades importantes en prácticamente todas las áreas psicológicas y conductuales. Este síndrome se hace evidente durante los primeros 30 meses de vida y da lugar a diferentes grados de alteración del lenguaje y la comunicación, de las competencias sociales y de la imaginación y con frecuencia, estos síntomas se acompañan de comportamientos anormales.

La definición del DSM-IV subraya especialmente el deterioro de las interacciones sociales, los problemas de comunicación verbal y no verbal (y las habilidades que se relacionan, tales como la simbolización), así como la limitada gama de actividades e intereses. El trastorno autista se presenta con un amplio espectro de gravedad.

Aunque no se han determinado aún las causas del autismo, se han desarrollado un gran número de teorías, con mayor o menor validez explicativa, que desde los diferentes enfoques y modelos intentan aproximarse a las raíces de este trastorno. Las teorías explicativas que imperan hoy día sobre la etiología del autismo se pueden agrupar en dos grandes áreas. El primer grupo de hipótesis hace referencia a los factores genéticos y cromosómicos y a las variables neurobiológicas. El segundo integra las hipótesis que enfatizan los aspectos psicológicos (afectivos, cognitivos, sociales) que subyacen al comportamiento autista. Estos dos grupos de hipótesis explicativas no son incompatibles entre sí.

A nivel genético, actualmente se admite la presencia de una alteración genética en el 10-20% de los casos de autismo. Los resultados apuntan a la existencia de diversas anomalías en el cariotipo de algunos autistas, en los que se ha detectado alteraciones en la mayor parte de los pares cromosómicos (excepto en el 7, 14, 19 y 20), evidenciando una falta de sustancia en el extremo distal del brazo largo del cromosoma X que afecta a ambas cromátides. Esta alteración fue asociada por primera vez con el autismo en el trabajo de H. A. Lubs (1969). En los estudios familiares existen indicios de herencia autosómica recesiva en determinados casos de trastorno autista.

En algunos individuos se puede identificar una causa médica específica. Hay una alta incidencia de problemas tempranos del desarrollo como infecciones neurológicas postnatales, rubéola congénita y fenilcetonuria.

En los cinco últimos años, algunos estudios han mostrado que muchos individuos con conducta autista tienen trastornos relacionados pero distintos. Estos incluyen: el síndrome de Asperger, el síndrome de la X frágil y el síndrome de Rett. Los trastornos convulsivos aparecen entre el 15 y el 50% a la edad de 20 años.

Las personas con el síndrome de Landau-Kleffner también muestran muchas conductas autistas, tal como la introversión, la insistencia en la uniformidad y los problemas de lenguaje. Con frecuencia se considera que estos individuos tienen autismo "regresivo" porque parecen ser normales hasta como entre los 3 y 7 años de edad. Suelen hablar bien desde muy pequeños pero paulatinamente pierden esta su capacidad.

El síndrome de Williams se caracteriza por varias conductas autistas incluyendo: retrasos del desarrollo y del lenguaje, hipersensibilidad al sonido, trastornos de atención, y problemas de índole social. En contraste con muchos individuos autistas, aquellos con el síndrome de Williams son bastante sociables y padecen problemas cardíacos.

Respecto a la estructura cerebral, se han localizado dos zonas en el sistema límbico que están subdesarrolladas, la amígdala y el hipocampo. Estas dos zonas son responsables por las emociones, la agresión, los estímulos sensoriales y el aprendizaje. Estos investigadores también encontraron una deficiencia de células de Purkinje en el cerebelo. Utilizando Resonancia Magnética, se ha encontrado dos zonas en el cerebelo, los lóbulos del vérmix VI y VII, que son significativamente más pequeños en los individuos autistas que en los normales. Se cree que una o ambas de esas zonas del cerebelo son responsables de la concentración. La tomografía por emisión de positrones (TEP) ha mostrado un incremento del metabolismo de la glucosa en muchas regiones cerebrales.

Las pruebas neuropsicológicas muestran hallazgos positivos. El CI bajo se asocia a una mayor incidencia de crisis, deterioro social, conductas extrañas y automutilación, y a un pronóstico menos favorable. Existe un desarrollo tardío de la dominancia cerebral y un número mayor de individuos que no presentan dominancia lateral derecha, reflejos neurológicos primitivos, signos neurológicos débiles y anomalías físicas.

Las pruebas neuroquímicas sugieren un descenso en las catecolaminas urinarias (y metabolitos relacionados) y un aumento en el metabolito de la dopamina (HVA) en el líquido cefalorraquídeo.
Existen también datos que apoyan la implicación de los péptidos opiáceos en el trastorno autista, algunos individuos tienen niveles elevados de beta-endorfinas, se supone que aquellos con una tolerancia aumentada al dolor.

En un tercio de los pacientes con autismo, existe un aumento en la serotonina de la sangre, que parece ser un rasgo estable que permanece presente durante décadas. El elevado nivel de serotonina en la sangre no parece estar relacionado con características clínicas específicas.

Un sistema inmune disfuncional también se ha asociado con el autismo. Se piensa que una infección viral o una toxina ambiental pueden ser responsables por daños al sistema inmune. Los investigadores han encontrado que muchos individuos autistas tienen una cantidad disminuida de linfocitos T cooperadores, que ayudan al sistema inmune a combatir la infección. Así se piensa que existe un riesgo aumentado de tener un hijo autista si la madre estuvo expuesta al virus de la rubéola durante el primer trimestre del embarazo. El citomegalovirus también se ha asociado con autismo. Además, se especula que los virus asociados con las vacunas como el de la vacuna contra la rubéola y el componente pertussis de la inyección DPT, pueden causar autismo.

Se ha sugerido una excesiva representación de los diferentes trastornos autoinmunes y anomalías inmunitarias, publicándose un informe sobre la presencia de autoanticuerpos de los receptores serotoninérgicos 1A (no de los receptores serotoninérgicos 1B, ni de los receptores 2) en el líquido cefalorraquídeo y en la sangre, del 40% de los pacientes autistas, que no están presentes en los pacientes con lesiones cerebrales o en pacientes normales.

Referencia: http://www.biopsicologia.net/

Bacteriofagos

Los fagos como agentes de virulencia: lisis y lisogenia.

Algunos bacteriófagos son capaces de integrarse en el cromosoma bacteriano durante largos periodos de tiempo y su material genético se multiplica al mismo tiempo que lo hace el DNA de la bacteria huésped. A esta situación se le conoce como estado de lisogenia, al fago que posee esta propiedad se le denomina fago atemperado y a la bacteria que presenta esta característica biológica se le llama bacteria lisogénica.

En contraste, el fago lítico se limita a multiplicar su DNA o RNA, una vez que infecta a la bacteria, para producir nueva descendencia fágica que finaliza con la destrucción de la célula bacteriana y la consecuente liberación de la progenie. Los fagos atemperados contienen algunos genes que pueden expresarse en la bacteria lisogénica y así contribuir a su virulencia bacteriana y, en algunos casos ser los únicos responsables de la misma. Existen ejemplos muy conocidos históricamente para ilustrar esta situación como son los casos de la escarlatina y la toxina diftérica. En la actualidad este control de la virulencia bacteriana via fagos se ha visto ampliado en numerosos casos entre los que cabe citar conocidos ejemplos de bacterias patógenas tales como los agentes etiológicos del cólera, el botulismo, la difteria y tantos otros sistemas donde los fagos atemperados son los encargados de codificar para las toxinas más deletereas implicadas en estas enfermedades.

Las enzimas líticas fágicas como antibióticos: enzibióticos.

Tomados en su conjunto la serie de análisis genéticos, bioquímicos y, más recientemente, cristalográficos, que se han realizado con las enzimas líticas de neumococo y sus fagos, nos han proporcionado una sólida base molecular para explicar la conocida especificidad de las lisinas fágicas. Es decir, estas enzimas líticas matan específicamente solo a las bacterias en que fueron sintetizados los fagos, o a especies próximas, valiendose, en cada caso, del peculiar reconocimiento que hace la proteína de ciertos componentes estructurales presentes en su diana en la pared celular. En el modelo de neumococo, las lisinas fágicas verían facilitada su función por la presencia de colina en los ácidos teicoicos presentes en la pared de esta bacteria.
Partiendo de esta idea, ha surgido recientemente una brillante variante experimental a la llamada terápia fágica donde se hace uso de algunos productos fágicos. Me refiero al empleo de las enzimas líticas producidas por fagos con fines terapéuticos.

Perspectivas futuras

Lo cual resulta en una esperanzadora alternativa para desarrollar nuevas aproximaciones terapéuticas que puedan servir para paliar las alarmantes resistencias que van adquiriendo las bacterias en general y neumococo en particular, frente al arsenal de antibióticos de que disponemos en la actualidad. No olvidemos que los fagos son las entidades más abundantes en la naturaleza, se ha estimado que existen, nada menos que, 1031 particulas fágicas en el planeta, lo cual representa un pool de agentes biológicos con una potencialidad aún inexplorada para el control de los patógenos humanos.

Los detractores de esta técnica aducen que es más fácil desarrollar resistencia frente a estos enzibióticos que mediante el empleo de cócteles de fagos, como se planteó anteriormente, aunque hasta ahora no se han detectado bacterias resistentes frente a las enzimas líticas. Otro problema que se suele esgrimir, en este caso, ya sea en contra del empleo de la terapia fágica o del uso de los enzibióticos es el de la producción de anticuerpos neutralizantes. Parece ser que la administración parenteral de fagos da lugar al desarrollo de anticuerpos. Sin embargo, no se ha demostrado si se generan anticuerpos cuando se utiliza la vía oral o tópica para la curación con fagos y se ignora el tiempo de permanencia de tales anticuerpos en el torrente sanguíneo. Finalmente el desarrollo de resistencias bacterianas frente a los fagos, aunque se considera que es 10 veces mas bajo que el desarrollo de resistencias frente a los antibióticos, se podría evitar mediante el empleo de cócteles de fagos a manera del uso simultaneo que se hace de 2 ó 3 antibióticos. Dado que los fagos son entidades que se encuentran en el medio ambiente, que se consumen en los alimentos y que conviven en los organismos animales, se piensa que el desarrollo de anticuerpos neutralizantes no sería en teoría un obstaculo durante el tratamiento inicial de infecciones agudas ya que la cinética de acción de los fagos y de las enzimas líticas es más rápida que la producción de anticuerpos neutralizantes por parte del huésped. Además, la carencia de toxicidad de las enzimas líticas y la observación de que el suero hiperinmune no neutraliza a estas enzimas en el modelo murino son un estimulo para futuras investigaciones que, sin duda, precisan ser verificadas en el ser humano.

Se ha pronosticado con sobradas razones que es posible que hayamos vuelto en el caso de ciertas enfermedades infecciosas a la era preantibiótica. Es indudable que a la luz de nuestros conocimientos actuales aquellas condiciones que faciliten una rápida multiplicación fágica son las que proporcionarían una adecuada eliminación del patógeno, como ocurre en la mucosa intestinal y en la piel mientras que en infecciones donde el fago encuentre dificultades para su multiplicación, debido a la existencia de un excesivo número de células (abscesos) o por inconvenientes físicos, al tratarse de bacterias de multiplicación intracelular, se duda de su eficacia. En lo que existe acuerdo generalizado es en que tanto con el empleo de fagos como de alguno de los productos por ellos generados, estamos ante terapias novedosas y prometedoras que usadas como alternativa a los antibióticos pueden proporcionar un medio muy eficaz para combatir el preocupante problema que existe con el desarrollo de bacterias resistentes frente a todo el arsenal antibiótico de que se dispone. Todo esto propicia un escenario que garantiza estudios futuros en el campo de la terapia fágica. En conclusión, existe una consistente aportación bibliográfica y experimental que avala el continuar investigando el potencial uso de los fagos y de sus productos génicos como una esperanzadora alternativa, o como un complemento terapéutico a los tratamientos de que se dispone actualmente.

Referencia:

http://www.racve.es/actividades/medicina-veterinaria/2004-11-03RubenLopez.htm

Bacteriófagos: de la Biología molecular a su uso terapéutico

Rubens López
Departamento de Microbiología Molecular, Centro de Investigaciones Biológicas (CSIC), Ramiro de Maeztu 9, Campus de la Universidad Complutense de Madrid, 28040. Madrid

TERAPIA GÉNICA EN PROCESOS TUMORALES

Terapia con genes suicidas o inductores de apoptosis

Los proyectos de terapia génica, que se basan en reemplazar aquellos genes supresores defectivos o en la introducción de genes suicidas o inductores de apoptosis, hay ya numerosos protocolos y estudios experimentales. Destacan especialmente, los que bien mediante vectores retrovirales o adenovirales intentan sobreexpresar p53 en las células tumorales e inducir apoptosis en las mismas. Asimismo, son muy prometedores los ensayos con genes suicidas, como el gen de la timidina quinasa, que independientemente de las alteraciones oncogénicas de las células tumorales son capaces de inducir muerte celular en todas aquellas que los han integrado.

La transferencia de genes citotóxicos (llamados suicidas) a células tumorales es también conocida como GDEPT (Gene Directed Enzyme Prodrug Therapy). Los genes suicidas son genes codificantes para proteínas tóxicas para la célula a la que se dirige. Este se puede realizar directamente, al utilizar genes que codifican para ciertas toxinas (ricina, toxina difterica, de pseudomonas, etc.). El principal inconveniente de esta estrategia es elaborar virus que introduzcan este gen en la célula tumoral a destruir, únicamente.

Actualmente se están intentando dirigir, mediante el uso de promotores específicos de algún tipo de tejido o inducibles (por hormonas, etc.). También se puede realizar indirectamente (sistema enzima / tóxico condicional), ya que el gen suicida codifica para una enzima que pasa un compuesto inactivo a una molécula tóxica. El ejemplo clásico de gen suicida es el de la quinasa de timidina de Herpes simplex (tk-HSV1). Esta enzima se encarga de fosforilar la timidina para dar deoxitimidin monofosfato (dMTP).

La quinasa de Herpes no es tan estricta como su homóloga en las células, ya que la quinasa viral es casi 1000 veces más eficiente que la celular y seria capaz de fosforilar también a los análogos de guanina, como serian el ganciclovir (GCV) o el aciclovir; de este modo, los compuestos pueden ser incorporados en la molécula de DNA, paralizando la replicación y provocando la muerte celular. Sólo aquellas células que hayan sido capaces de adquirir la quinasa viral, convertirán el GCV aun substrato monofosfato, capaz de seguir siendo fosforilado hasta la forma trifosfato, por la quinasa celular y así en esa forma puede ser incorporado en el DNA de las células en división, con la consiguiente muerte por apoptosis.

Una característica conocida de los retrovirus, es el que infectan exclusivamente células en división. El cerebro de adulto es uno de estos órganos en los que no hay divisiones celulares en condiciones normales. Tras unos experimentos iniciales en los que se demostró el efecto tóxico del gen tk-HSV1 por Moolten en 1986, en 1991, Ezzedine y col., utilizaron un vector retroviral para generar una línea celular de glioblastoma que expresara la tk-HSV1. Posteriormente se demostró que la transducción retroviral de un tumor era mucho más eficaz por inyección directa intratumoral de una línea celular productora de retrovirus que si se inyectaban sólo sobrenadantes. Así los retrovirus portadores del gen tk se introdujeron en células empaquetadoras murinas y estas a su vez en el seno de un tumor cerebral; al cabo de unos días se inicia el tratamiento con GCV, capaz de inducir el suicidio de todas las células tumorales que hayan adquirido el gen viral. En algunos ensayos clínicos se han tratado pacientes con gliomas inoperables. Mediante inyección estereotáxica se introdujeron retrovirus que expresan este gen directamente en el tumor y a continuación se les dio a los pacientes GCV sistémico.

En 5 de los 8 pacientes se observó repuesta antitumoral durante mas de un año. El sistema tk-HSV1/GCV ha sido aplicado al tratamiento de otro tipo de tumores, como a metástasis del hígado, carcinoma de cabeza y cuello, melanoma maligno y hepatomas.

Otro sistema suicida utilizado comúnmente en terapia génica es el de la citosina deaminasa (CD)/5-fluorocitosina. La CD (bacteriana ó fúngica), pasa del compuesto 5-fluorocitosina (usado normalmente como quimioterápico, para el tratamiento del cáncer) en el tóxico 5-fluorouracilo. Además se están investigando otra serie de genes suicidas, como la tk de varicela zoster, fosforilasa de nucleósidos de purina de E. Coli, Citocromo P450, activador de la ciclofosfamida, Nitroreductasa de E. coli. Una de las mayores ventajas que presenta esta aproximación esta basada en lo que se conoce como el efecto bystander. Se entiende por tal al hecho de conseguir la regresión total de un tumor cuando sólo una parte de las células han sido modificadas con el gen en cuestión. De este modo, las células tk+ podían inducir la muerte de las células tk- adyacente. Únicamente con el l0% de las células infectadas, bastaría para observar grandes efectos en el tumor inclusive con bajos niveles de expresión en estas, lo cual sin duda confiere un gran atractivo a este método.

Referencia:
TERAPIA GÉNICA EN PROCESOS TUMORALES
DR. SANTIAGO RAMÓN Y CAJAL
DR. RICARDO SÁNCHEZ-PRIETO
Unidad de Patología Molecular.
Departamento de Anatomía Patológica
Clínica Puerta de Hierro. Madrid

Terapia genica

Una de las propiedades 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. Los vectores virales más utilizados son los retrovirus, los adenovirus, los virus asociados a adenovirus y los virus herpes simplex.

Cada grupo de vectores virales presenta determinadas ventajas y desventajas que los hace apropiados para diversos tipos de aplicaciones. Así, los retrovirus se integran en forma permanente en las células infectadas con el virus, sin embargo, requieren que estas células estén dividiéndose. Los adenovirus pueden transportar genes de largo tamaño, pero la expresión in vivo es transitoria. El virus de herpes simplex tiene especificidad por células del sistema nervioso, aunque con cierto potencial citotóxico.

Diversos grupos están estudiando diferentes combinaciones de virus para poder utilizar las ventajas y eliminar desventajas. Las aplicaciones de los vectores virales para terapia genética son diversas e incluyen el cáncer, el SIDA, la fibrosis quística, enfermedades metabólicas y otras enfermedades genéticas.

La terapia genética es uno de los más importantes conceptos de la medicina desarrollados durante la última década. La terapia genética consiste en el uso de genes escogidos y diseñados con el propósito de corregir o modificar funciones celulares y así ayudar al tratamiento de enfermedades congénitas o adquiridas.

El desarrollo de una estrategia de terapia genética necesita de la consideración de cuatro elementos: la enfermedad que se quiere intervenir, el gen terapéutico, el vector que se desea emplear y las células o tejidos que van a ser modificados.

Para introducir genes terapéuticos a las células se han desarrollado diversos vectores, los cuales son clasificados en vectores virales o no virales. Los vectores no virales utilizan moléculas coadyuvantes que facilitan el ingreso de ácidos nucleicos a las células, tales como lípidos o ligandos que se unen específicamente a receptores de la membrana celular. Los vectores virales aprovechan las estrategia desarrolladas evolutivamente por los virus para poder propagarse en las células infectadas. Son los más utilizados, debido a la eficiencia de la transferencia de genes, en comparación con los vectores no virales.

Los vectores virales son construidos haciendo que estos sean deficientes para la replicación, pero conservando las propiedades que permiten la expresión de los genes que llevan. Los virus utilizados con mayor frecuencia en protocolos de terapia genética son: los retrovirus, los adenovirus, los virus asociados a adenovirus (VAA) y los virus de herpes simplex. A continuación revisaremos estos vectores virales, con énfasis en aquellos basados en los retrovirus, y algunos ejemplos de las aplicaciones de la terapia genética.

VENTAJAS y DESVENTAJAS de los PRINCIPALES VECTORES VIRALES para TERAPIA GENETICA

Retrovirus
Ventajas:
- Estabilidad a largo plazo
- No induce inmunidad
- Biología bien estudiada
Desventajas:
- Transduce células en división

Adenovirus
Ventajas:
- Gran capacidad para genes largos
-Transduce células que no están en división
- Altos títulos obtenibles
Desventajas:
- Expresión genética es transiente
- Respuesta inmune significativa

Virus asociados a adenovirus
Ventajas:
- No causa enfermedad
- Sitio de integración específico
- Expresión estable
Desventajas:
- Poca capacidad para el tamaño del gen terapeútico

Virus de Herpes Simple
Ventajas:
- Transduce células que no están en división
- Gran capacidad para genes largos
- Eficiente para neuronas
Desventajas:
- Citotoxicidad en células infectadas
- Expresión genética transientes


Fuente: http://www.fihu-diagnostico.org.pe/revista/numeros/2000/novdic00/323-328.html
Vectores virales para terapia genética publicado por: Dr. Javier Chinén, MD, PhD

Problemas y aplicaciones de la transgenesis

• PROBLEMAS:

La introducción de una nueva información genética (el transgén) dentro del genoma de un organismo puede presentar algunos problemas en relación a dónde y cuándo expresar el transgén, tal como se indica a continuación:

- Integración múltiple (en tándem o no)
- Lugar de integración indeterminado (efecto de posición)
- Metilación y falta de expresión
- Mosaicismo (germinal y somático)
- Expresión específica/ectópica
- Expresión variable
- Expresión variable dentro de líneas (variegación)

En cualquier caso, el ideal sería poder dirigir con total precisión el lugar de integración del transgén. Así, por ejemplo, en 1999 se obtuvieron en el Roslin Institute de Edinburgo las ovejas transgénicas "Cupid" y "Diana" a partir de la clonación de cultivos celulares modificados mediante recombinación homóloga ("gene targeting").

• APLICACIONES:

La Biotecnología por ejemplo, incluye "cualquier técnica que utilice organismos vivos o parte de los organismos para fabricar o modificar productos, mejorar plantas o animales o desarrollar microorganismos para usos específicos" (Rodríguez-Villanueva, 1986).

La potencialidad de la biotecnología estriba en producir cantidades ilimitadas de:

- Substancias de las que nunca se había dispuesto con anterioridad
- Productos que se obtenían en pequeñas cantidades
- Abaratamiento de los costes de producción
- Mayor seguridad en los productos obtenidos
- Nuevas materias primas, más abundantes y menos caras

Dentro de este contexto general, la Biotecnología ha incorporado la transgénesis animal con los fines que se indican a continuación:

- Mejora de caracteres productivos
- Resistencia a enfermedades
- Modelos animales de enfermedades humanas (por ejemplo, ratones knockout)
- Animales transgénicos como biorreactores para la síntesis de proteínas de alto valor (proteínas terapéuticas): Las "granjas farmacéuticas" o "granjas moleculares".
- Donación de órganos: Xenotransplantes