La terapia génica es una aplicación de la biotecnología actual. Su objetivo es
tratar las enfermedades humanas trasfiriendo material genético a las células somáticas (no germinales) de un sujeto para combatir ciertas enfermedades. Así se puede restablecer una función ausente o defectuosa, introducirla o interferir con una función ya existente.
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| https://fedaes.org/la-terapia-genica-es-cada-vez-mas-comun-para-las-enfermedades-raras/ |
/ Incluir o eliminar
los genes concretos alterando o complementando la acción del gen anormal.
/ Reparar el gen introduciendo una copia del gen normal.
/ Incluir un gen que
añada nuevas funciones o que regule la actividad de otros genes actuando de
forma terapéutica.
Esta terapia permite,
por ejemplo, suprimir la modificación genética causante de una enfermedad
determinada o de problemas fisiológicos e introducir un gen funcional para
corregir el funcionamiento de la o las células.
Los elementos clave de la terapia génica son:
1.- El material
genético a transferir.
2.- El método de
transferencia.
3.- Tipo celular donde
se va a incluir el material genético.
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| https://educaciodigital.cat/ioc-batx/moodle/mod/book/view.php?id=12779&chapterid=8876 |
/ En 1961, la Dra.
Lorraine Kraus, logró manipular genéticamente el gen de la hemoglobina en
células de médula ósea obtenidas de un paciente con anemia de células
falciformes. Se iniciaron investigaciones para poder iniciar el desarrollo de
las tecnologías necesarias para implantar las terapias génicas.
/ En 1966, se publicaron las primeras evidencias de que podrían utilizarse vectores víricos para transferir genes funcionales.
/ En 1990, se constató el primer uso de la terapia génica con un fin terapéutico en un paciente que tenía inmunodeficiencia severa provocada por un déficit de adenosina desaminasa (enzima). Gracias a la terapia génica, que se aplicó en este caso, se corrigió el error genético de sus linfocitos ex vivo transfiriendo un gen usando técnicas de ingeniería genética y se le insertaron los linfocitos corregidos.
A partir de ese año, la terapia génica se desarrolló a gran escala.
/ En 1998, se consiguió corregir
genéticamente el síndrome de Lesch-Nyhan en células obtenidas de
pacientes con esta enfermedad.
/ A finales de los años 90 tuvo lugar el primer éxito terapéutico en Francia. Se trató mediante terapia génica a un grupo de niños con inmunodeficiencia combinada severa (causada por la mutación en el gen que codifica la cadena gamma común). Fueron tratados con terapia génicas mediante la transferencia ex vivo a células de su médula ósea de la versión correcta del gen alterado. Todos mejoraron su capacidad inmunitaria. Poco después observaron que dos de ellos desarrollaron leucemia porque se activó un oncogén como parte del proceso.
Inicialmente se utilizó para tratar enfermedades hereditarias pero actualmente este campo se ha ampliado y hay ensayos clínicos para el tratamiento contra el cáncer.
En China se
comercializa un adenovirus (producto genético) que transfiere el gen supresor de tumores
p53.
La terapia génica es
uno de los campos que más expectativas despierta ya que permite, como hemos
visto, diagnosticar y tratar enfermedades genéticas.
El futuro está en
desarrollar vectores que lleven directamente el gen a sustituir justamente al
tejido u órgano afectado.
TÉCNICAS
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| gif enzima restricción corta ADN |
1.- ADN recombinante:
Esta, técnica
se empezó a desarrollar a principios de los años setenta. Consiste en añadir
ADN a una célula, para modificar sus propiedades o para clonarla. De esta técnica se obtiene una molécula de ADN creada artificialmente como resultado del gen de un organismo y un vector (virus o plásmidos).
Los pasos para llevarla a cabo son:
/ Localizar, aislar y analizar la secuencia de nucleótidos del gen a manipular.
/ Cortar y aislar
el gen de la cadena de ADN, en localizaciones específicas, con unas enzimas llamadas endonucleasas de
restricción.
/ Insertar el
gen, previamente cortado, a un vector que lo va a transportar, normalmente son virus y plásmidos. Esta inserción es posible
gracias a la ADN ligasa. A la unión gen
+ vector se le denomina ADN recombinante.
/ Introducción del ADN recombinante en la célula correspondiente.
Esta técnica
es usada para la regulación de la producción de síntesis de proteínas como la
insulina o la hormona del crecimiento, resistencia a plagas y herbicidas de las plantas de
cultivo, mejora de la calidad alimentaria de las mismas…
2.- PCR:
Es la técnica de Reacción en Cadena de la Polimerasa.
Fue desarrollada en 1983 por Kally Mullis y un científico de Cetus Corporation. La PCR fue nombrada como uno de los avances científicos más importantes del siglo XX y ganó el premio Nobel de Química en 1993.
Esta técnica se utiliza para obtener copias ilimitadas de un
fragmento ADN en muy poco tiempo y de manera sencilla a partir de solo una
hebra del ADN original y gracias a la acción de la enzima de ADN polimerasa. Se
producen muchas copias del ADN sin utilizar células para clonación.
El proceso
para conseguirlo es el siguiente:
/ Desnaturalización: la cadena de
ADN se calienta entre 94-95ºC para que se separen las hebras.
/ Alineamiento: la temperatura se bajará a 40-68º C durante unos segundos. Cuando
hayan pasado unos segundos se empleará la enzima ADN polimerasa que sintetizará
la cadena complementaria de las dos hebras anteriormente separadas.
/ Extensión o elongación: cuando ya se
hayan sintetizado las cadenas complementarias de las ambas hebras, se separan
otra vez las hebras de ambas cadenas de ADN usando calor. Así, repitiendo este
proceso varias veces obtendremos todas las cadenas de ADN que necesitemos. La
replicación del ADN va creciendo de manera exponencial por lo que se consigue
mucha cantidad de ADN.
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| http://apuntesbiotecnologiageneral.blogspot.com/2015/02/reaccion-en-cadena-de-la-polimerasa.html |
La PCR permite preparar fragmentos de ADN para su clonación en plásmidos bacterianos o virus para utilizarlos como vectores, paso imprescindible en el desarrollo de terapias génicas.
También es
conocida como la técnica del “corta pega” genético.
Es una técnica
de edición genética en las que se utiliza una molécula de ARN con un diseño
concreto para que guíe a la enzima llamada Cas 9 con el fin de dirigirse a una
secuencia particular del ADN de cualquier célula. A continuación, la Cas9 corta
las hebras de ADN en la zona indicada. En el espacio resultante se coloca una
pieza nueva de ADN.
Al poder
sintetizar el ARN en el laboratorio, las posibilidades de edición son,
virtualmente, infinitas.
El origen de
CRISP/Cas9 está en el sistema inmunitario de las bacterias frente a los virus.
El sistema de defensa de muchas bacterias se llama CRISP que detecta el ADN de
los virus y lo destruye. Estas bacterias tienen una proteína llamada Cas9, que
identifica, corta y destruye la secuencia del ADN vírico junto con un ARN guía.
En el año 2012, la Dra. Charpentier y la Dra. Doudna, basándose en el trabajo previo de Francis
Mójica, mostraron cómo Cas9 se podía utilizar como herramienta de ingeniería
genética para eliminar o insertar secuencias de ADN en las células. Recibieron
el Premio Nobel de Química en 2020.
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| https://paginasdigital.es/crispr-cas9-una-tecnica-para-un-nobel-de-quimica/ |
/ Se sintetiza
el ARN guía que sea capaz de reconocer la parte del ADN a editar.
/ El ARN se
une a las proteínas Cas (“tijeras moleculares”), guiando su trabajo.
/ Las Cas
localizan la secuencia específica para cortarla.
/ Se silencia
el gen de interés o se puede reparar con un fragmento de ADN modificado.
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| https://www.agenciasinc.es/Visual/Infografias/Asi-funciona-CRISPR-la-revolucionaria-herramienta-de-edicion-de-ADN |
Puede
aplicarse en casi todas las situaciones que se quiera modificar la secuencia
del ADN: medicina, agricultura, medioambiente… Es la gran esperanza de la
terapia génica
