Terapia Genica Y Genes Supresores de Tumores

Lipoplexes y poliplexes

El vector de ADN puede ser cubierto por lípidos formando una estructura organizada, como una micela o un liposoma. Cuando la estructura organizada forma un complejo con el ADN entonces se denomina lipoplexe.

Hay tres tipos de lípidos: aniónicos, neutros, o catiónicos. Inicialmente, lípidos aniónicos y neutros eran utilizados en la construcción de lipoplexes para vectores sintéticos. Sin embargo, estos son relativamente tóxicos, incompatibles con fluidos corporales y presentan la posibilidad de adaptarse a permanecer en un tejido específico. Además, son complejos y requieren tiempo para producirlos, por lo que la atención se dirigió a las versiones catiónicas. Éstos, debido a su carga positiva, interaccionan con el ADN, que presenta carga negativa, de tal forma que facilita la encapsulación del ADN en liposomas. Más tarde, se constató que el uso de lípidos catiónicos mejoraba la estabilidad de los lipoplexes. Además, como resultado de su carga, los liposomas catiónicos interactúan también con la membrana celular, y se cree que la endocitosis es la principal vía por la que las células absorben los lipoplexes.

Los endosomas se forman como resultado de la endocitosis. Sin embargo, si los genes no pueden liberarse al citoplasma por rotura de la membrana del endosoma, los liposomas y el ADN contenido serán destruidos. La eficiencia de ese "escape endosomal" en el caso de liposomas constituidos solo por lípidos catiónicos es baja. Sin embargo, cuando “lípidos de ayuda” (normalmente lípidos electroneutrales, tales como DOPE) son añadidos, la eficacia es bastante mayor. Además, ciertos lípidos (lípidos fusogénicos) tienen la capacidad de desestabilizar la membrana del endosoma. El uso de ciertos compuestos químicos, como la cloroquina, permite al ADN exógeno escapar del lisosoma, si bien deben usarse con precaución, ya que es tóxico y debe usarse en dosis pequeñas para no afectar a la célula diana de transfección.

No obstante, los lípidos catiónicos presentan efectos tóxicos dependientes de dosis, lo que limita la cantidad que de ellos se puede usar y por tanto la terapia en sí.

El uso más común de los lipoplexes es la transferencia de genes en células cancerosas, donde los genes suministrados activan genes supresores del tumor en la célula y disminuyen la actividad de los oncogenes.

Estudios recientes han mostrado que lipoplexes son útiles en las células epiteliales del sistema respiratorio ^{[cita requerida]}, por lo que pueden ser utilizados para el tratamiento genético de las enfermedades respiratorias como la fibrosis quística.

Los complejos de polímeros de ADN se denominan poliplexes y la mayoría consisten en polímeros catiónicos, regulados por interacciones iónicas.

Una gran diferencia entre los métodos de acción de poliplexes y lipoplexes es que algunos poliplexes no pueden liberar su ADN cargado al citoplasma, por lo que requieren de la contransfección con agentes que contribuyan a la liss del endosoma. Existen otros elementos formadores de poliplexes, como el quitosano o la polietilamina, que si son capaces de liberarse del endosoma.

Cáncer

El tratamiento del cáncer hasta el momento ha implicado la destrucción de las células cancerosas con agentes quimioterapeúticos, radiación o cirugía. Sin embargo, la terapia génica es otra estrategia que en algunos casos ha logrado que el tamaño de tumores sólidos disminuya en un porcentaje significativo. Los principales métodos que utiliza la terapia génica en el cáncer son:

1. Aumento de la respuesta inmune celular antitumoral (terapia inmunogénica). Está basada en la habilidad del sistema inmune para atacar contra el cáncer. Para ello, se introducen antígenos en células tumorales permitiendo que las células inmunes puedan reconocer a las células tumorales. Así, se puede transformar las células tumorales con la proteína CD80, glicoproteína de membrana de células presentadoras de antígenos que se une a linfocitos T potenciando la respuesta inmune.
2. Introducción de genes activadores de drogas dentro de las células tumorales o terapia de genes suicidas. Consiste en la introducción selectiva de genes en células tumorales y no en las demás, que codifican para la susceptibilidad a drogas que de otra manera no serían tóxicas. Esto lleva a la inserción de enzimas; como por ejemplo HSV-tk [Herpex simplex virus timidina kinasa]) y citosina desaminasa, que son enzimas inofensivas para las células de mamíferos y convierten prodrogas (vg ganciclovir y 5-fluorocitosina) en metabolitos citotóxicos que destruyen a las células tumorales en proliferación.
3. Normalización del ciclo celular. Consiste en la inactivación de oncogenes mutados, como el ras, o en la reexpresión de antioncogenes o genes supresores de tumor inactivos como el p53. Se han llevado a cabo ensayos clínicos en los que se inyecta en células tumorales retrovirus que expresan p53. El problema es que se necesitan grandes cantidades de virus para tratar los tumores muy extendidos y los retrovirus presentan una baja eficiencia de trasfección.
4. Manipulación de las células de la médula ósea. Es utilizada principalmente en la terapia génica de desórdenes hematológicos, y consiste en transferir a las células progenitoras hematopoyéticas genes de quimioprotección o de quimiosensibilización, entre otros. Este es el caso del gen MDR1 estudiado en el cáncer de mama que, transplantado en células precursora de linfocitos T y NKs ( células CD34 positivas), hace que las células transfectadas sean más resistentes a altas dosis de quimioterapia.
5. Uso de ribozimas y tecnología antisentido o "antisense". Las ribozimas son ARN con actividad catalítica que actuarían incrementando la degradación del ARN recién traducido, disminuyendo proteínas específicas no deseadas, factor que a veces se asocia a alteraciones tumorales. La tecnología antisentido se refiere a oligonucleótidos de ARN que no tienen actividad catalítica, sino que son complementarios a una secuencia génica y que pueden actuar bloqueando el procesamiento del RNA, impidiendo el transporte del mRNA o bloqueando el inicio de la traducción.

Referencias:

- Conceptos de Genética, William S. Klug, Michael R.Cummings y Charlotte A. Spencer. Pearson. 8ª edición.

- Kimmelman J (2005). Recent developments in gene transfer: risk and ethics. BMJ. 2005 Jan 8;330(7482):79-82. Review.

- Virus patógenos. Luis Carrasco y Jose María Almendral del Río. Editorial Hélice. ISBN 84-934106-0-8