Terapia génicaCadenas de ADNLos ácidos nucleicos son moléculas complejas producidas por las células y son esenciales para todos los seres vivos. Estos ácidos dirigen el desarrollo y las características específicas de cada organismo proporcionando la información hereditaria y desencadenando la producción de proteínas. Este modelo diseñado por ordenador o computadora representa dos cadenas de ácido desoxirribonucleico (ADN) y su estructura en doble hélice.
Terapia génica, inserción de un gen o genes en las células para proporcionar un nuevo grupo de instrucciones a dichas células.Ciertas enfermedades como la fibrosis quística se deben a un defecto genético hereditario. Otras están causadas por una codificación errónea de un gen, de modo que las instrucciones que contiene están desorganizadas o cambiadas. El error en la codificación genética se produce cuando el ácido desoxirribonucleico (ADN) de la célula se está duplicando durante el crecimiento y división celular (mutación somática) y es frecuente cuando una célula se convierte en cancerosa. La terapia génica surgió como una nueva forma de tratamiento para corregir determinadas enfermedades genéticas. La inserción de genes se utiliza para corregir un defecto genético hereditario que origina una enfermedad, para contrarrestar o corregir los efectos de una mutación genética, o incluso para programar una función o propiedad totalmente nueva en una célula. La terapia génica sólo es aplicable cuando se conoce con exactitud la determinación genética de la enfermedad y cuando el gen normal (no defectuoso) está aislado y clonado (véase Clonación de genes).
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METODOLOGÍA
La terapia génica se basa en la introducción de una copia normal de un gen en las células somáticas apropiadas. En la transferencia se utiliza cualquier construcción de ADN que contenga la secuencia codificadora del gen en cuestión, bajo el control de los elementos reguladores adecuados. Muchas veces se utiliza ADN copia (ADNc), ADN que se fabrica en el laboratorio a partir de una molécula de ácido ribonucleico (ARN) mediante la enzima transcriptasa inversa, controlado por promotores distintos de los habituales, que permiten que el gen se transcriba en las células diana a niveles adecuados o incluso que sea sensible a señales reguladoras esenciales. El nivel de expresión del gen que se va a introducir es realmente importante, ya que mientras que en algunas enfermedades (generalmente las debidas a enzimas defectuosas) una sobreexpresión del gen no tiene efectos nocivos, en otras puede provocar graves desequilibrios con serio peligro para el individuo receptor.En muchos casos, para corregir el fenotipo defectuoso es suficiente con la adición del gen normal, pero otras veces es necesaria la sustitución o corrección del gen defectuoso por escisión de éste y su sustitución en el locus con una copia normal. Este último procedimiento, que resulta mucho más complejo, se lleva a cabo actualmente para tratar patologías relacionadas con la médula ósea, donde se pueden destruir las células defectuosas y sustituirlas por células con el gen correcto que han sido previamente cultivadas.También es importante que las células diana elegidas para la inserción del gen posean una vida media larga para que el efecto biológico de la transferencia resulte útil. En ese sentido, las células madre o progenitoras tienen un gran interés, pues pueden dar origen a todas las células diferenciadas que constituyen el tejido maduro.La transferencia del gen a las células diana puede realizarse de varias formas. El método más tradicional se basa en el uso de retrovirus inactivos en cuyo genoma se han eliminado parte de los genes virales y se ha introducido el nuevo gen (denominado transgén). Este tipo de virus se integra en los cromosomas de la célula hospedadora transportando, de esa manera, el transgén hasta el cromosoma. Estos vectores tienen la desventaja de que pueden actuar como mutágenos, ya que el virus puede provocar una mutación al integrarse en medio de un gen e inactivarlo. Otro problema asociado es que los retrovirus sólo atacan a células en proliferación, por lo que sólo resultan útiles en determinados casos, como en el tratamiento de células sanguíneas. Una alternativa, es la utilización de otro tipo de virus, denominados adenovirus, que normalmente atacan a las células del epitelio respiratorio inyectando su genoma en ellas, con la diferencia de que el genoma viral no se integra en el cromosoma de la célula receptora sino que permanece como un elemento extracromosómico en ellas, reduciendo así el riesgo de mutagénesis. Además, los adenovirus atacan a las células que no se dividen, por lo que la mayoría de los tejidos y órganos pueden ser tratados con este tipo de vectores (entre ellos el hígado, el músculo y el sistema nervioso). Para introducir el gen en el paciente, primero se realiza un cultivo de células del paciente y se inserta el gen en dichas células mediante los vectores indicados; después se pueden introducir las células modificadas por inyección en el tejido diana.
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APLICACIONES Y PERSPECTIVAS
La aplicación de la terapia génica en la clínica se inició el 14 de septiembre de 1990, en el Instituto Nacional de Salud de Bethesda, Maryland, cuando una niña de cuatro años recibió este tratamiento para un déficit de adenosin deaminasa (ADA), enfermedad hereditaria del sistema inmunológico, conocida popularmente como la enfermedad de los niños burbuja, que suele ser mortal. Debido a este defecto genético, la niña padecía infecciones recidivantes que amenazaban su vida. La terapia génica en esta paciente consistió en el uso de un retrovirus modificado genéticamente para trasmitir un gen ADA normal a las células de su sistema inmunológico. Después, el gen ADA insertado programó las células para que produjesen la enzima ADA de la que carecían, lo que hizo que dichas células tuviesen una función inmune normal. Este tratamiento ayudó de forma provisional a la paciente a desarrollar resistencia frente a las infecciones.Con el tiempo, la terapia génica puede proporcionar tratamiento eficaz para muchas enfermedades hoy curables, como la fibrosis quística, la distrofia muscular, y la diabetes juvenil. Además, la terapia génica también es útil para tratar muchas enfermedades que no son hereditarias, ya que la inserción genética puede también programar una célula para realizar una función totalmente nueva. En la actualidad se están estudiando varias terapias para trastornos de origen no genético. Los investigadores están tratando de luchar contra el síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA) mediante la terapia génica para conseguir que las células sean genéticamente resistentes a la infección que produce el SIDA. Se están realizando esfuerzos por medio de esta terapia para producir una vacuna contra el cáncer. En el número de septiembre de 1996 de la revista Nature Medicine, un estudio presentaba un tratamiento capaz de reducir los tumores cancerosos. Parece que los tumores de pacientes con cáncer de pulmón se redujeron o detuvieron su crecimiento cuando los científicos sustituyeron genes defectuosos o ausentes por genes sanos. El experimento clínico inicial desarrollado por científicos con el MD Anderson Cancer Center de la Universidad de Texas en Houston, demostró que la corrección de una sola alteración genética en las células del cáncer de pulmón, puede ser suficiente para detener o hacer más lenta su progresión. La terapia génica se empleó como procedimiento para restaurar la función normal de un gen llamado p53 que tiene un importante papel en el control del crecimiento celular. En el caso del cáncer, se cree que la transformación de una célula normal en una célula maligna se debe a una serie de anomalías genéticas. Las células hepáticas se están tratando con esta terapia para ayudar al organismo a eliminar los excesos de colesterol que pueden conducir al infarto de miocardio. En este caso, se extraen células hepáticas del paciente que se tratan con un retrovirus portador del gen correcto y, posteriormente, se reintroducen de nuevo en el paciente por inyección en la vena porta, que transporta sangre del intestino al hígado. Con el tiempo, la terapia génica será útil para prevenir y tratar muchas enfermedades.