Terapia Génica y Autoinmunidad

Terapia Génica y Autoinmunidad

Dra. Luz Marina Restrepo, Ph D
Profesora Universidad de Antioquia – CIM

Generalidades

La terapia génica representa una estrategia terapéutica que utiliza la información genética como agente farmacológico. Originalmente concebida para tratar enfermedades hereditarias, en la actualidad representa una forma importante de liberar proteínas terapéuticas en una forma local o sistémica.

Sus aplicaciones se extienden a enfermedades tales como el cáncer, infecciones adquiridas, enfermedades neurodegenerativas, enfermedades autoinmunes, corrección de defectos metabólicos etc. Igualmente la transferencia de genes constituye una estrategia tecnológica importante que permite la disección y esclarecimiento de un sinnúmero de fenómenos biológicos básicos.

Existen dos tipos de aproximación: ex vivo e in vivo. En la primera, las células son removidas del receptor potencial, se modifican genéticamente en el laboratorio y luego se retornan al receptor. Ejemplos de esta estrategia están representados en la modificación de linfocitos T para el tratamiento en la deficiencia en adenosina deaminasa, (ADA)(1,2), de hepatocitos para la hipercolesterolemia familiar(3),y linfocitos infiltradores de tumores (TIL) para enfermedades neoplásicas(4).

El método in vivo implica la transducción directa del gen, bien sea terapéutico o marcador en las células del receptor y ha sido utilizada tanto en modelos animales como en humanos para el tratamiento de enfermedades como la fibrosis quística y algunas neoplasias.

La terapia génica somática consiste en la introducción de las modificaciones genéticas que se espera sean curativas, en las células somáticas de un organismo, sin modificar las células germinales.

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Tres componentes indisociables son necesarios:

Un gen de interés, del cual se espera que la expresión en una célula normal se acompañe de un efecto terapéutico, la célula blanco de la modificación y finalmente un vehículo del material genético o vector que permite introducir el gen de interés en la célula blanco(5). Los avances en medicina molecular han generado un entusiasmo considerable por la terapia génica. Esta forma de tratamiento está siendo aplicada en más de 150 protocolos que implican más de 1000 pacientes(6).

Los protocolos clínicos incluyen tanto protocolos de marcación, como protocolos terapéuticos y su aplicación tiene una regulación especial en cada país. En EE UU el país con mayor número de protocolos clínicos aprobados, el organismo que regula la aplicación de los mismos, es el RAC (Recombinant Advisory Committee).

Paralelamente a los aspectos científicos, la terapia génica genera problemas de orden ético y social, tanto para el paciente como para el personal hospitalario y para el medio ambiente. Los beneficios esperados deben ser cuidadosamente evaluados en función de los riesgos posibles y de la pertinencia de las aproximaciones terapéuticas alternativas disponibles.

Métodos de transferencia génica

El éxito de una transferencia depende de la disponibilidad de un sistema apropiado y debe asegurar:

1) Una transferencia eficaz en una mayoría de células blanco.
2) La estabilidad de los genes introducidos, los cuales deben preferiblemente integrarse en el genoma de la célula blanco, de ser posible, en un sitio específico.
3) La expresión estable y apropiada de la información genética introducida. Entre los factores que limitan la expresión del gen tenemos: la reconversión de la población celular transducida, las reacciones inmunes contra los productos del transgen o de los genes virales y finalmente la pérdida del promotor.
4) Condiciones de seguridad que respondan a las normas existentes tanto para el paciente como para el medio ambiente.

Varios métodos han sido desarrollados para liberar y expresar genes exógenos in vitro e in vivo(5), estos incluyen:

1). Los sistemas químicos (precipitación con fosfato de calcio, DEAE-dextran, polybreno, liposomas neutros, aniónicos, catiónicos y conjugados de polilisina).
2). Los sistemas físicos (microinyección, electroporación, biobalística).
3). Los sistemas biológicos (vectores virales). Entre estos se encuentran los vectores los retrovirus etc.derivados del herpes virus (HSV), los adenovirus, los virus asociados a los adenovirus (AAV),

A pesar de los avances obtenidos en el diseño de los diferentes tipos de vectores, hasta el momento ningún sistema vectorial cumple con todas las condiciones para convertirlo en el sistema ideal. Sin embargo, los vectores virales son todavía los más eficaces y entre ellos los vectores retrovirales son los más utilizados. Los primeros ensayos clínicos se realizaron con este tipo de vectores y en la actualidad la mayoría de los mismos implica la utilización de estos vectores, pues han demostrado buena eficiencia y seguridad.

Los vectores retrovirales no pueden replicarse, pero tienen la capacidad de infectar. En un ciclo abortivo la célula blanco. Las partículas virales defectivas son producidas por líneas celulares de empaquetamiento, especialmente diseñadas para producirlas. En estos vectores la mayor parte de las regiones codificadoras para las proteínas estructurales gag, pol y env son reemplazadas por el gen o genes de interés.

La cantidad de DNA que puede ser insertado en un vector de este tipo varía, pero generalmente hasta 8 kb puede vectorizarse por este sistema(7). Hasta el momento no se han reportado efectos secundarios debidos a la utlilización de los mismos, a pesar de que su integración es al azar y de que podrían representar un riesgo si ocurriera inactivación de un gen supresor de tumores o bien activación de un oncogen. De otro lado el hecho de que se integren, permite una expresión a más largo plazo del gen insertado.

Los vectores adenovirales también han sido ampliamente utilizados:

Requieren igualmente un sistema de complementación tal como la línea celular 293 modificada para que produzca constitutivamente los elementos E1, que son suprimidos en el vector adenoviral. Estos vectores tienen ventajas desde el punto de vista del tamaño del gen que pueden insertar (hasta 20 kb), pero tienen limitaciones desde el punto de vista inmunológico, puesto que es necesario hacer aplicaciones repetidas de los mismos lo cual ha generado respuestas inmunes e inactivacion del vector(8).

En cuanto a los vectores derivados de virus asociados a los adenovirus, aunque inicialmente despertaron un gran interés debido a que la integración del virus salvaje es específica en el cromosoma 19 en el humano, rápidamente se vió que esto no ocurría con los vectores derivados de estos virus. Por otra parte, el tamaño del gen que pueden vehicular es bastante limitado (menos de 4 kb).

Los vectores derivados del Herpes virus son interesantes debido a su tropismo específico por el sistema nervioso central, por el tamaño del gen que pueden vectorizar y por su título alto. Sin embargo, es un sistema que apenas está en desarrollo. Los producidos hasta el momento sólo permiten expresión transitoria del gen de interés y su eficiencia de transducción es baja.

En términos generales:

Los sistemas virales son mas eficientes que los no virales y resultan en niveles de expresión más altos y por períodos de tiempo más prolongados. Los sistemas no virales sin embargo son más económicos y más fáciles de producir. Además, como los vehículos no virales no son antigénicos es posible administrarlos repetidamente y presentan menos riesgos patológicos(8).

Aunque inicialmente el desarrollo de esta nueva tecnología estuvo en manos de los centros académicos, en la actualidad muchas firmas biotecnológicas se interesan en la terapia génica y la tendencia actual es lograr acuerdos con los centros académicos, para desarrollar productos farmacéuticos para terapia génica aplicada al humano.