Terapia Génica: Vectores, Inmunidad y Aplicaciones

Terapia Génica

Consideraciones de la Terapia Génica:

• Conocer y entender la causa de la enfermedad.
• Conocer la estructura y función de los genes.

Estrategias de la Terapia Génica:

• Reemplazo de genes.
• Incremento de la expresión de genes.
• Corrección de genes defectuosos.
• Inhibición de la expresión de genes:
  • Antisentido: Oligonucleótidos de un gen específico se unen a la secuencia e impiden la transcripción del gen.
  • Ribozimas: Cortan el mRNA impidiendo la proliferación de proteínas defectuosas.
  • siRNA: RNA pequeños conformados por secuencias complementarias al RNA diana. Forman doble hebra que reconoce enzimas celulares, siendo degradado en fragmentos.

Vectores

Vector ideal: Reproducible, estable, permite la inserción de material genético sin límite de tamaño. Permite la transfección tanto en células en división como en aquellas que no están proliferando.

Vectores: Células empaquetadoras. Cultivo de células en laboratorio con el gen de interés. Virus Helpers: Otro virus que ayuda a multiplicarse y que en ausencia no hace más copias.

Vectores Virales

• Retrovirus: Solo por una molécula de ssRNA. Necesita RNA a DNA, por transcriptasa reversa. Integrasa luego integra DNA. Lo transforma en transgen (útil en enfermedades hereditarias y/o crónicas). Sin embargo, la integración es aleatoria. Gran desventaja: solo infecta células en división. Útil en ex-vivo.
• Adenovirus: dsDNA. No se integra, por lo que son expresiones de transgen temporales. Gran ventaja es su seguridad biológica. Producción sencilla, facilitando el in vivo. Desventaja: envío de genes inespecífico, gran activación inmune, Linfocitos T CD4+.
• Adeno-Asociados (AAV): ssDNA defectuosos en replicación, requieren de virus Helper. Genoma simple con: Cap: codifica 3 proteínas de cápside y Rep: codifica 4 proteínas para replicación. Son capaces de infectar todo tipo de células in vivo, largo periodo de expresión, y no producen respuesta inmune. Se integran al cromosoma 19, el peligro es que se inserten a células germinales de forma inespecífica.

Vectores No Virales

No se integran en el cromosoma. Son de bajo costo. No producen respuesta inmunológica. Son de baja eficiencia en la transfección in vivo. El método más simple es por plásmidos de DNA.

• Liposomas: Vector de DNA cubierto por lípidos como una micela o liposoma. El complejo se llama lipoplex. 3 tipos de lípidos: aniónicos, neutros y catiónicos. Aniónicos más usados por mejor interacción DNA y membrana plasmática.
• Oligonucleótidos: Terapia antisentido, complementaria a la secuencia del gen, para unirse al mRNA y evitar la producción de proteína mutada. Impiden el avance del ribosoma y la traducción. Útil para la inhibición de la acción de una proteína específica.

Inmunidad

• Innata: Es una defensa rápida. Activa la respuesta adaptativa del Sistema Inmune.
• Adquirida (Adaptativa): Es una defensa a largo plazo. Deja una “memoria” inmunológica. Autoinmunidad, trasplantes.
• Pasiva: Se refiere a cuando un individuo es inmunizado. Además, la inmunidad puede ser humoral (anticuerpos) o celular (Linfocitos T).
• Complemento: Conjunto de proteínas que interactúan en conjunto a moléculas del sistema inmune para destruir microbios. Efectos importantes: Lisis celular, producción de mediadores de inflamación y fagocitosis. Opsonización de microorganismos.

Reconocimiento Innato

Mediado por unos pocos receptores constitutivos (PRR), codificados en el DNA germinal.

• PAMPs: Son producidos exclusivamente por microorganismos. No cambian en microorganismos de una clase en particular. Son esenciales para la supervivencia del microorganismo. Ej: (LPS) de bacterias Gram negativo, Ácido lipoteicoico de bacterias Gram positivo, Péptidoglicano, DNA bacteriano (CpG), RNA doble hebra y DNA mono hebra viral.
• DAMPs: Patrones moleculares asociados a la lesión. HMGB1: Proteína nuclear, no histona. Calgranulina A y B: Quelantes de calcio. Amiloide sérica A.

Inmunidad Específica

En la inmunidad específica mediada por Linfocitos T o Linfocitos B se reconocen tres fases:

1. Fase de reconocimiento: Reconocimiento del antígeno (Ag).
2. Fase de activación: Expansión clonal (segundos mensajeros, quinasas).
3. Fase efectora: Linfocitos T citotóxicos y anticuerpos (Ac).

• MHC I: Su función es la de presentar fragmentos de proteínas producidas en el interior de las células, a los linfocitos T.
• Células presentadoras de antígenos profesionales expresan moléculas de MHC II. Internalizan antígenos exógenos por endocitosis. 3 tipos: las células dendríticas, los macrófagos, los linfocitos B.

Inmunidad Celular

Linfocito T, receptor de linfocito T se denomina TCR. Dos tipos de linfocitos T: CD4+, CD8+. Tiene restricción MHC. TcR, la primera subunidad es el receptor clonotípico, la segunda, el complejo accesorio CD3. Citotoxicidad, CMI, linfocitos T efectores, de proliferación de T efectoras o de T de memoria.

Inmunidad Humoral

Linfocito B, la primera subunidad es una inmunoglobulina (Ig) de membrana, que actúa como receptor clonotípico. La segunda subunidad corresponde al complejo accesorio IgAlfa/IgBeta.

Terapia Génica Ex Vivo

Transfección de gen de interés a partir de una biopsia por medio de un vector, las células luego se devuelven al paciente. Ventaja: mayor control de células. Desventaja: las células de biopsia no son fáciles de cultivar.

Terapia Génica In Vivo

Entrega directa del gen al organismo mediante un vector. Problema: es difícil que el vector localice a un único tipo de célula blanco (inespecífico).