Download Células, cromosomas, genes y proteínas

Enfermedades
Genéticas y
Terapia Génica
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INDICE
INTRODUCCIÓN........................................................................................................... 3
ENFERMEDADES GENÉTICAS ............................................................................ 3
CÉLULAS, CROMOSOMAS, GENES Y PROTEÍNAS .................................................................... 3
DIFERENTES FORMAS DE GENES ........................................................................................... 4
¿QUÉ ES UNA ENFERMEDAD GENÉTICA? .............................................................................. 4
TRASTORNOS POR UN SOLO GEN .......................................................................................... 5
Enfermedades de herencia recesiva ............................................................................... 5
Enfermedades de herencia dominante ............................................................................ 5
Enfermedades de herencia ligadas al sexo..................................................................... 5
ENFERMEDADES DE HERENCIA MULTIFACTORIAL ................................................................ 6
LA BÚSQUEDA DE LOS GENES CAUSANTES DE ENFERMEDADES ............................................ 7
DIAGNÓSTICO Y ASESORAMIENTO ....................................................................................... 7
DIAGNÓSTICO AL PRINCIPIO DEL EMBARAZO ....................................................................... 7
DIAGNÓSTICO PRE-IMPLANTACIÓN ...................................................................................... 9
TERAPIA GÉNICA ....................................................................................................... 9
CONCEPTO DE TERAPIA GÉNICA ........................................................................................... 9
DEFINICIÓN DE VECTOR ..................................................................................................... 10
Vectores virales ............................................................................................................ 10
Vectores no virales ....................................................................................................... 11
ESTRATEGIAS TERAPÉUTICAS ............................................................................................ 12
Estrategias ex vivo ........................................................................................................ 12
Estrategias in vivo ........................................................................................................ 13
¿TERAPIA GÉNICA IN VIVO O IN VITRO? ............................................................................. 13
OTRAS ESTRATEGIAS UTILIZANDO ÁCIDOS NUCLEICOS ...................................................... 13
Oligonucleótidos antisentido ........................................................................................ 13
Ribozimas ..................................................................................................................... 13
LA TERAPIA GÉNICA EN EL PLANO JURÍDICO ...................................................................... 14
PERSPECTIVAS FUTURES .................................................................................................... 14
ASPECTOS ÉTICOS DE LA TERAPIA GÉNICA ......................................................................... 14
BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................... 16
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Introducción
En los últimos años los avances en la Genética Humana, la Biología Molecular y Celular y la
Terapia Génica han dado lugar a un cambio considerable en los planeamientos terapéuticos.
Con mayor o menor intensidad, los tejidos y órganos humanos tienen capacidad para repararse y
regenerarse por sí mismos. Diversas enfermedades humanas, incluidas el Parkinson, alteraciones
cardíacas, diabetes, etc, implican una degeneración celular irreversible. Por ello se busca un
método que permita producir, utilizando mecanismos similares a los que usa el organismo en forma
natural, células humanas intactas in vivo, o bien in vitro, y en este caso transplantarlas o inyectarlas
al paciente, para reparar los tejidos u órganos que se han alterado. Esta reparación de tejidos se
basa fundamentalmente en la utilización de células madres o troncales (stem cells). Son células
que se caracterizan porque tienen la posibilidad de madurar y diferenciarse hacia tipos celulares
específicos, y por poseer una capacidad ilimitada de perpetuarse por multiplicación. Aunque queda
un largo camino por recorrer, diversos intentos con ratón, y alguno con humanos, indican ya, que
es posible una medicina reparadora.
La identificación de genes implicados en enfermedades humanas, y el desarrollo de nuevos
vectores capaces de dirigir los genes deseados a diferentes tejidos in vivo, han dado lugar a
nuevos y significativos progresos en la terapia génica. Con este tratamiento se trata de modificar
algunos genes en el interior de las células y producir así el efecto terapéutico deseado. Las
modificaciones genéticas pueden llevarse a cabo en cultivo, y las células manipuladas se
administran después al paciente; o pueden implicar procesos de modificación de células in vivo.
Enfermedades genéticas
Células, cromosomas, genes y proteínas
Los seres humanos están constituidos por unos 100 billones de células. En el interior de esas
células se encuentran 23 pares de cromosomas. Cada cromosoma del par proviene de cada uno
de nuestros progenitores. Los cromosomas están constituidos por ADN y proteína. Las secuencias
concretas de información en el ADN se llaman genes. Los genes contienen la información
necesaria para la producción de proteínas.
Todas las características heredadas son controladas por los genes. A veces, un solo gen está
asociado con un rasgo determinado, por lo que es posible referirse a un gen para aquel rasgo. Por
ejemplo, hay un gen para cada una de las diferentes enzimas que hacen posible digerir los
alimentos. Pero lo más frecuente es que nuestros rasgos visibles sean el resultado de la
cooperación de muchos genes y de su interacción con el ambiente. Rasgos como la inteligencia y
la altura, por ejemplo, son el resultado de esas complejas interacciones.
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Diferentes formas de genes
Cada gen puede presentarse en formas alternativas llamadas alelos. Supongamos, por ejemplo,
que haya un solo gen que determine el color de ojos. Podría haber una forma (o alelo) que diera
lugar a los ojos azules, otro alelo a los ojos castaños, otro alelo al color verde, y así sucesivamente.
Para todos los genes heredamos dos alelos, contenidos en cada par de cromosomas que hemos
recibido de cada uno de nuestros progenitores. Algunos alelos son dominantes, y sus efectos se
ven con independencia de la naturaleza del otro alelo en el cromosoma acompañante. Otros alelos
son recesitos, y sus efectos sólo se observan cuando ambos cromosomas llevan una forma
idéntica del gen.
La variación en los genes surge de manera natural mediante mutaciones al azar. Algunas
mutaciones pueden ser dañinas, mientras que otras no tienen efectos evidentes.
¿Qué es una enfermedad genética?
Se piensa que alrededor de 4000 enfermedades en los seres humanos proceden de cambios en un
único gen. La mayoría de ellas son infrecuentes, pero muchas de ellas pueden causar graves
padecimientos y a menudo conducen a una muerte prematura.
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Aunque las enfermedades genéticas son bastante infrecuentes, la cantidad total de personas
afectadas por las mismas es significativa, alrededor de un 2% de todos los nacidos vivos cada año.
En la actualidad no hay tratamiento efectivo ni curación para la mayoría de ellas.
La mayoría de los desórdenes genéticos se mantienen en la población tanto por la transmisión de
los genes de los progenitores a los descendientes como por la constante introducción de nuevas
mutaciones. Sin embargo, no todos los desórdenes genéticos se transmiten dentro de las familias.
Algunos cambios del ADN o de los cromosomas surgen durante la formación de las células
sexuales (óvulos y espermatozoides) o durante las primeras etapas del desarrollo del feto. Un
ejemplo de ello es el síndrome de Down, causa de retraso mental, de una estatura por debajo de la
media y otros cambios. Generalmente surge por un error durante la división celular (meiosis), lo
que conduce a que el niño posea 47 cromosomas en lugar de 46, por la triplicación de uno de ellos
(el cromosoma 21).
Trastornos por un solo gen
Enfermedades de herencia recesiva
Algunos alelos causantes de enfermedades son recesivos: para que una persona resulte afectada
ha de ser portadora de dos formas idénticas del gen.
Las personas que heredan sólo una copia del mismo no se ven afectadas por la enfermedad. El
alelo mutante queda dominado por su pareja en el otro cromosoma.
Las personas con una sola copia de un alelo recesito determinado son a veces llamadas
“portadoras”, porque aunque no están afectadas personalmente, pueden pasar el alelo a sus hijos.
Esos hijos no sufrirán la enfermedad a no ser que ellos también hayan heredado un alelo similar
del otro progenitor.
Enfermedades de herencia dominante
Si una enfermedad es causada por un alelo dominante, la persona sólo debe heredar una copia
para manifestar la enfermedad. Si cualquiera de los hijos de esta persona recibe el alelo afectado,
también heredará la enfermedad, y habrá un 50% de posibilidades de que la transmita a su
descendencia.
Un problema particular con las enfermedades causadas por alelos dominantes es que sino se
desarrollan hasta una época tardía de la vida, los padres pueden transmitirlos sin saberlo a sus
hijos.
Un ejemplo es la enfermedad de Huntington, que se caracteriza por el desarrollo progresivo de
movimientos musculares involuntarios y demencia, a partir de mediados los treinta años.
Enfermedades de herencia ligadas al sexo
Entre los 23 pares de cromosomas que poseen todos los humanos, hay un par ligado al sexo de la
persona. Las mujeres tienen dos cromosomas X similares, mientras que los varones tienen un X y
un cromosoma Y más pequeño.
En los cromosomas X e Y se encuentran otros genes que no tienen nada que ver con el sexo, esos
genes son a veces designados como “ligados al sexo”.
Los desórdenes genéticos causados por cambios en el cromosoma X, aunque infrecuentes, son
más comunes en varones. A menudo se describen como ligados a X. por ejemplo, un alelo que
puede causar el daltonismo rojo-verde está localizado en el cromosoma X. las mujeres quedan
muy pocas veces expuestas por esta enfermedad, porque el alelo perjudicial (si está presente) está
generalmente enmascarado por el gen (alelo) normal en el cromosoma X acompañante. Pero los
varones no tienen un segundo cromosoma X, por lo que tienen un mayor riesgo de ser daltónicos.
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Enfermedades de herencia multifactorial
Las enfermedades causadas por cambios en genes únicos son relativamente infrecuentes. Mucho
más comunes son aquellas enfermedades que surgen de la interacción de muchos genes.
Trastornos poligénicos y causas multifactoriales: aproximadamente dos tercios de los defectos de
nacimiento no tienen causa definida, pero algunas malformaciones parecen ser trastornos
poligénicos, los cuales son el resultado de varios genes malformados presentes. Otras veces
pueden ser multifactores que aparecen por genes anormales los cuales interactúan con factores
perjudiciales del medio ambiente.
Trastornos cromosómicos: algunos trastornos genéticos alteran todos los cromosomas o un gran
segmento de ellos, en vez de afectar un solo gen. Dentro de estos trastornos se encuentra el
Síndrome de Down, a pesar que ninguno de los genes del individuo son anormales, los trastornos
cromosómicos involucran duplicación, pérdida quiebra u organización diferente de los
cromosomas.
Los trastornos cromosómicos afectan a casi 7 de 1000 niños recién nacidos y son los culpables de
una gran cantidad de abortos espontáneos en los primeros meses.
Trastornos multifactoriales: en los trastornos multifactoriales no hay un error en los genes, sino que
hay una combinación con pocas variaciones, que juntas pueden predisponer a un individuo a una
grave enfermedad. La mayoría de estos trastornos aparecen en familias completas, pero ellos no
muestran un patrón específico hereditario.
Las influencias del medio ambiente como la dieta o el tipo de vida pueden incrementar el desarrollo
de la enfermedad.
Algunos ejemplos de trastornos multifactoriales pueden ser la enfermedad de la arteria coronaria,
la diabetes mellitas y el cáncer de mama.
TABLA 1. Algunas de las 4000 enfermedades genéticas conocidas.
Tipo de herencia Enfermedad
Rasgos principales
Esporádica
Síndrome de Down
Síndrome de Klinefelter
Autonómica
recesiva
Fibosis quística
Autonómica
dominante
Ligada al sexo
Retraso mental, etc.
Defectos en la diferenciación
sexual.
Amplia gama de
complicaciones debida a una
secreción mucosa
excesivamente espesa,
especialmente de
pulmones/sistema digestivo.
Tiempo de manifestación
de los síntomas
Nacimiento.
Nacimiento.
1-2 años
Fenilcetonuria
Deficiencia mental.
Nacimiento.
Anemia drepanocítica
Anemia crónica/ infecciones.
6 meses en adelante.
Talasemia
Anemia severa / deformidad
esquelética
6 meses en adelante
Hipercolesterolemia familiar Niveles de colesterol elevados
que conducen a una
enfermedad coronaria precoz.
20-30 años
Enfermedad de Huntington
Movimientos involuntarios/
demencia.
35-45 años
Hemofilia
No coagulación de la sangre.
Hematomas y sangrado
1 año en adelante
6
excesivo después de heridas.
Multifactorial
Distrofia muscular de
Duchenne
Debilidad muscular
1-3 años
Asma
Dificultad respiratoria
Nacimiento.
Enfermedad coronaria
La estenosis de las arterias
puede producir una
insuficiencia cardíaca.
Edad media
La búsqueda de los genes causantes de enfermedades
El ligamiento, basado en la tendencia de ciertas características particulares a ser heredadas
conjuntamente, permite localizar la posición en los cromosomas de los alelos mutantes
responsables de ciertas enfermedades hereditarias. La técnica exige varias generaciones y un
gran número de individuos, y es por ello mucho más dificultosa cuando se aplica a los humanos.
De ésta manera se han localizado muchos genes y se han determinado sus secuencias de ADN.
Esto permite producir unas pruebas genéticas que hacen posible identificar de forma concluyente a
aquellos que son portadores de genes potencialmente dañinos.
Muchos otros desórdenes cuyos genes aun no han sido aislados, han sido situados
aproximadamente en un cromosoma. Estos genes pueden ser también identificados usando
pruebas genéticas, aunque con una menor certeza.
La identificación de los genes plantea la posibilidad de que los científicos puedan descubrir las
causas precisas de la enfermedad, al determinar la proteína producida por el gen y descubrir sus
efectos.
También sirve de ayuda en el desarrollo de pruebas de identificación, aplicables bien al feto no
nacido, a embriones in vitro o a adultos.
Diagnóstico y asesoramiento
El diagnóstico genético identifica a los individuos portadores de alelos que pueden dar lugar a
enfermedades. El asesoramiento o consejo genético brinda consejos a individuos y a parejas
acerca de las enfermedades, los riesgos de tener hijos que vayan a padecer las enfermedades, la
gravedad del desorden y las opciones disponibles. Esto permite a los potenciales padres la toma
de decisiones informadas: si tener hijos o no, o evitar el riesgo de tener hijos afectados escogiendo
la opción de usar óvulos o espermatozoides donados.
Entre los temas relacionados con el diagnóstico genético, las pruebas prenatales y el consejo
genético, se incluyen cuestiones como: ¿quién debería ser explorado, cuando y para que
enfermedades? ¿qué respaldo educativo es necesario para asegurar que todos los afectados
comprenden plenamente los resultados de las pruebas y de sus implicaciones? Se suscita una
complicación adicional debido a que las enfermedades genéticas pueden afectar a parientes del
individuo directamente afectado, por lo que puede que no sea tan fácil aplicar las reglas normales
de confidencialidad médica.
Diagnóstico al principio del embarazo
Actualmente existen dos formas de tratar las enfermedades genéticas. La primera, que ya se utiliza
para reducir el sufrimiento que causan enfermedades tales como la fibrosis quística, consiste en
localizar el gen responsable de dicha alteración, o al menos un gen marcador estrechamente
relacionado. Para ello se obtienen células fetales al principio de la gestación buscando ese
marcador y de este modo prevenir la enfermedad mediante la finalización de la gestación. La
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segunda forma es realizar el diagnóstico en embriones producidos fuera del cuerpo (in vitro) al
principio de la gestación para analizar la presencia del gen o del gen marcador, e implantar uno de
los embriones que no sea portador del alelo defectuoso.
El diagnóstico prenatal habitualmente se ofrece cuando una familia presenta una alteración
causada por un único gen o una anormalidad cromosómica hereditaria, cuando una pareja ya ha
tenido un hijo afectado, o cuando los padres son de edad avanzada. Esto puede proporcionar
resultados que tranquilicen a los pares o bien les proporcionen datos que les permita tomar una
decisión.
La amniocentesis se realiza a partir de la 10ª semana de gestación. Se extrae una pequeña
cantidad de líquido amniótico de la cavidad amniótica con una aguja, se cultivan células amnióticas
(desprendidas de la piel del feto) y se examinan sus cromosomas para confirmar o excluir
enfermedades como el síndrome de Down.
La toma de muestras de las vellosidades coriónicas, introducida más recientemente, posee el
mismo propósito. Las vellosidades coriónicas proceden de la placenta en desarrollo, y se extraen
directamente a través de una aguja. La mayoría de los centros llevan a cabo la toma de muestras
de vellosidades coriónicas después de 10 semanas de gestación. Debido a que las células derivan
del óvulo fertilizado, casi siempre proporcionan una guía fidedigna de la constitución genética del
feto.
Pero ambas técnicas presentan un inconveniente, ya que aumentan ligeramente la tasa de
abortos.
La Celocentesis, comunicada en 1993 por un equipo del Kings College School of Medicine and
Debtistry, promete facilitar el diagnóstico antes de las 10 semanas. En este procedimiento, se
toman células de la cavidad celómica que rodea el saco amniótico. La nueva técnica, se cree que
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presenta un riesgo significativamente menor para la seguridad del feto que las dos técnicas
descriptas anteriormente.
Diagnóstico pre-implantación
El diagnóstico genético se ha extendido a embriones producidos por fertilización in vitro, añadiendo
espermatozoides a óvulos en cultivo. Este método para la producción de embriones fue
desarrollado originalmente para que ciertas parejas no fértiles pudieran tener “bebés probeta”.
Ahora, no obstante se puede identificar un embrión sano y puede volver a ser implantado en la
mujer, para tener la seguridad de que su embarazo está exento de riesgo para aquel desorden
hereditario particular, y más aun, exento de otras enfermedades.
Primero, Robert Winston y sus colegas en Londres comunicaron que habían podido tomar células
individuales de varios embriones en una etapa muy temprana (6 a 10 células) y luego determinar
su sexo examinando marcadores ADN específicos en el cromosoma Y. Su objetivo era ayudar a
parejas con una historia de una afección ligada a X. la eliminación de la célula individual no dañaba
al resto del embrión. Aunque esta técnica no podía garantizar el nacimiento de un varón sano, sí
que podía asegurar que la madre recibiese un embrión hembra.
Diagnosis Genética de Preimplantacion. Biopsia de Elastómero.
Terapia génica
Concepto de terapia génica
El concepto de terapia génica podemos abordarlo desde diferentes definiciones como son:



" Es la introducción de material exógeno (natural o recombinante) en sujetos humanos para
corregir deficiencias celulares expresadas en el nivel fenotípico."
“Es una estrategia terapeútica basada en la modificación del repertorio genético de células
somáticas mediante la administración de ácidos nucleicos y destinada a curar tanto
enfermedades de origen hereditario como adquirido”
" Es la transferencia de material genético nuevo a células de un individuo dando lugar a un
beneficio terapeútico para el mismo”
Aunque estas definiciones rozan lo meramente descriptivo, la terapia génica engloba un amplio
rango de posibilidades que no pueden ser incluidas en una descripción tan general.
Actualmente el término terapia génica se ha visto "aumentado" con el tiempo hasta incluir
transferencias génicas de naturaleza preventiva y aquellas que contribuyen al avance de la
investigación médica.
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Expertos en bioética, médicos, etc., piensan que el término de terapia génica debería sufrir nuevas
modificaciones:
1. Desde un punto de vista biológico, deberíamos hablar de transferencia génica ,puede ser
tanto en línea germinal como en línea somática.
2. Atendiendo a sus objetivos, tendríamos que hablar de transferencia génica:
a. Con finalidad médica tanto en prevención, investigación , diagnóstico clínico y
terapia.
b. Con finalidad no médica para su uso en ingeniería genética orientada a la mejora
de características o a la eugenesia.
La terapia génica se presenta como una promesa terapéutica de utilidad en todo tipo de patologías,
la cual probablemente revolucionará nuestra concepción de la medicina. El surgimiento de la
terapia génica ha sido posible gracias a la confluencia de los avances del conocimiento en campos
tales como: Biología Molecular, Genética , Virología, Bioquímica, y Biofísica entre otras.
De ésta manera los médicos tienen la esperanza de tratar por primera vez de manera eficaz las
enfermedades heredadas. La terapia génica ha recibido autorización por parte de los gobiernos de
diversos países y aunque este trabajo está en sus comienzos, los resultados de algunas pruebas
preliminares son alentadores.
Por lo tanto, la terapia génica se basa en insertar genes dentro de la célula para lograr un nuevo
paquetes de instrucciones para éstas, la inserción de genes podrá ser utilizado para corregir una
herencia de genes defectuosos, los cuales son las causas de las enfermedades, también sirve
para contener o corregir los efectos de las mutaciones genéticas y además hasta se puede
programar a una célula para que trabaje en una función totalmente diferente a la que venía
haciendo.
Los genes son compuestos de ácido nucleico (ADN) y están localizados en el núcleo de la célula,
las instrucciones que dirigen el desarrollo de un individuo son los códigos de los genes, por esto
las enfermedades se producen por errores en las cadenas de los genes.
El uso clínico de la terapia génica comenzó el 14 de Septiembre de 1990 en el Instituto Nacional de
Salud en Bethesda, Maryland, cuando una niña de sólo 4 años recibió un tratamiento de terapia
génica para ADA (adenosine deaminase deficiency), una fatal enfermedad hereditaria del sistema
inmune. Por éste defecto ella era muy susceptible a las infecciones, por lo cual la terapia génica
tuvo que utilizar un virus genéticamente modificado para implantarle un gen normal de ADA dentro
de sus células inmunes. La inserción del gen ADA es el que programa a la célula para que
produzca la enzima faltante ADA, el cual luego induce para que se desarrolle la función inmune
normal en esas células. Este tratamiento la ayuda para que cree resistencia contra las infecciones.
Definición de vector
Los vectores son sistemas que ayudan en el proceso de transferencia de un gen exógeno a la
célula, facilitando la entrada y biodisponibilidad intracelular del mismo, de tal modo que ésta pueda
funcionar correctamente, se han utilizado una gran variedad de vectores con fines experimentales,
pero todos ellos pueden ser clasificados en: vectores virales y no virales.
Vectores virales
En éste análisis consideramos los sistemas de vectores basados e cuatro grupos de virus
diferentes: retrovirus, adenovirus, adenoasociados y herpesvirus. De manera clara, los virus
pueden ser utilizados como vectores en la terapia génica, al menos bajo circunstancias ideales.
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1. Retrovirus: comprenden una gran clase de virus desarrollados que contienen ARN e cadena
sencilla como genoma viral. Durante el ciclo de vida vírico normal, el ARN vírico se transcribe a la
inversa para producir ADN de cadena doble por la acción de la enzima retrotranscriptasa; éste
ADN se integra e el genoma de la célula hospedadora y se expresa en períodos prolongados.
Como resultado las células infectadas vierten virus de forma constante sin daño aparente en la
célula hospedadora.
El genoma retroviral es pequeño, aproximadamente 10 Kb, y su organización es muy sencilla.
2. Adenovirus: comprende una gran clase de virus no desarrollados que contienen ADN lineal de
cadena doble. El ciclo de vida normal del virus requiere la división de células y lleva consigo una
infección productiva en células tolerantes durante la cual grandes cantidades del virus se acumulan
en el núcleo.
Su genoma es de 35 Kb y su organización es más compleja que la de los retrovirus.
3. Adenoasociados (AAV): es un virus muy pequeño, muy simple, autónomo, que contiene ADN
lineal de cadena sencilla. El virus requiere la coinfección con adenovirus u otros para replicarse.
Su organización genómica es extremadamente simple.
4. Herpesvirus: presenta un material genético compuesto por ADN bicatenario lineal de 100 a 250
Kb.
El potencial de éstos virus como vectores génicos recae en la habilidad de llevar grandes
secuencias de ADN extraño insertadas y de su habilidad para establecer interacciones latentes de
larga duración, en las cuales el genoma del virus existe como un episoma con efectos no
aparentes en la célula hospedadota.
Vectores no virales

Bombardeo de partículas
Este se ha mostrado como un método efectivo de transferir genes tanto in vitro como in vivo . En
este método físico el plásmido de ADN es primero revestido sobre su superficie de gotas de 1 a 3
micras de diámetro de oro o tungsteno. Estas partículas son aceleradas por una descarga eléctrica
de un aparato o por un pulso de gas y son " disparadas" hacia el tejido.
Un acercamiento menos invasivo es por el bombardeo directo de partículas en la piel. La fuerza
física del impacto supera la barrera de la membrana celular. Sin embargo, características de rigidez
de los diferentes tejidos, la procedencia del ADN extraño, y la capacidad de transcripción intrínseca
conducen a grandes variaciones en la eficiencia de la expresión de los genes en conjunto. En
experimentos sobre epidermis de rata, tejidos musculares, hígado y páncreas se ha observado que
el ADN extraño de la célula no llega a integrarse en el genoma de las célula hospedadora, y existe
como un episoma relativamente inestable. Esto podría sugerir aplicaciones limitadas de esta
tecnología en la terapia génica, pero sería útil para investigaciones en la expresión de
construcciones de ADN en tejidos específicos.
Finalmente un desarrollo factible de este método puede ser aplicado en su uso directo como parte
de un protocolo de vacunación.

Inyección directa de ADN
Por este método el ADN o ARN puro circular y cerrado covalentemente es directamente inyectado
dentro del tejido deseado.
Así el método de inyección de ADN directamente es simple, económico, y un procedimiento que no
es tóxico comparado con la entrega mediante virus. El potencial para llevar largas construcciones
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de ADN es también ventajoso. De cualquier manera, los niveles y persistencia de la expresión de
genes es probablemente demasiado corta (días) . Esta tecnología puede tener potencial como un
procedimiento de vacunación, y como expresión de genes a un nivel bajo. Sí es suficiente para
alcanzar una respuesta inmunológica.

Liposomas catiónicos
La técnica recae en las propiedades de carga eléctrica del ADN (negativo debido a la cadena de
fostatos en la doble hélice), lípidos catiónicos (carga positiva) y la superficie celular (una red de
cargas negativas debido a los residuos del ácido siálico).
Así, lo mismo que hacen las histonas (proteínas ricas en aminoácidos cargados positivamente que
compactan el ADN), los lípidos catiónicos interaccionan con las cargas negativas del ADN
condensándolo. El exceso de cargas positivas permiten a los transportadores catiónicos
interaccionar, mediante enlaces electrostáticos con las cargas negativas que presenta la
membrana celular.
Cualquiera que sea la naturaleza del vector, sus interacciones con el ADN son imprescindibles.

Transferencia de genes mediante receptores
En los métodos anteriormente descriptos el problema es que el ADN termina por el conjunto del
organismo y no a sus objetivos específicos debido a que no posee la capacidad de introducirse en
su tejido diana. Para ello - lo mismo que en vectores víricos - se pueden transplantar al
transportador de los ligantes, unas moléculas que serán reconocidas por los receptores presentes
en el tipo celular elegido. La naturaleza de los ligantes es muy variada , desde azúcares, péptidos,
hormonas, etc. Su interés es que son capaces de sustituir por una interacción transportador/célula
muy específica, la no específica debida a las cargas iónicas.
Además de los problemas de vectorización del ADN a las células-objetivo, hay otros elementos
cruciales, como el mantenimiento duradero del gen terapeútico en las células -necesario si se
desea tratar una enfermedad genética- y la regulación de su expresión según las necesidades del
organismo.
Para asegurarse el mantenimiento del gen, una primera solución eficaz es la integración del
transgén en el genoma del huésped. Idealmente, esta integración debería tener su objetivo muy
bien fijado. Otra vía de integración es el mantenimiento de las construcción genética, el plásmido,
en la forma llamada episomal, llegada al núcleo, pero no integrada en el genoma del huésped, se
replicarán con las divisiones celulares. Y una tercera posibilidad, introducir en la célula-objetivo
minicromosomas artificiales (MAC) estables que se replican de modo autónomo.
Estrategias terapéuticas
Estrategias ex vivo
El tratamiento está basado en la obtención previa de células del paciente procedentes de un tejido
u órgano de interés. A continuación se procede a la disgregación de las mismas y su
mantenimiento en condiciones de cultivo de tejidos in vitro, en donde las células son
posteriormente transfectadas por el " gen terapéutico" utilizando para ello un vector adecuado. Las
células transfectadas son seleccionadas en función de su capacidad para expresar el gen exógeno
de forma estable y persistente. Las células así seleccionadas son amplificadas y recolectadas con
el fin de ser reimplantadas al paciente.
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Estrategias in vivo
El tratamiento está basado en la administración sistemática de la construcción génica de interés.
Aunque el ADN puede ser administrado de forma directa lo habitual es recurrir a la ayuda de algún
vector que facilite el proceso de transferencia del gen y permita la entrada y localización
intracelular del mismo, de tal forma que éste resulte en un gen funcionante. Así mismo, es
importante recurrir a vectores con destinos específicos dentro del organismo lo cual permite la
entrega celular selectiva del gen en un determinado órgano o tejido, sin requerir para ello
procedimientos traumáticos o quirúrgicos.
¿Terapia génica in vivo o in vitro?
La decisión sobre si se debe llevar a cabo in vitro o in vivo la transferencia de genes depende de
un gran número de factores, incluyendo los rasgos fisiológicos del tejido diana dañado, la
naturaleza del tejido con respecto a los genes que deben ser transferidos, la facilidad para
transferir los genes dentro de las células, la habilidad para llegar hasta ese tejido diana, su
respuesta frente al método de transfección, etc. Así, el hecho de elegir un tipo de estrategia u otra
es resultado de extensos y laboriosos estudios para cada tipo de trastorno.
De modo que no hay un patrón generalizado para cada enfermedad , y por tanto los investigadores
se encuentran cada vez, con más obstáculos que resolver a la hora de llevar a cabo el ensayo.
Otras estrategias utilizando ácidos nucleicos
Oligonucleótidos antisentido
Los oligonucleótidos son secuencias cortas de ácidos nucleicos diseñados para unirse a
secuencias específicas de ADN (formación de ADN triplex) o ARN (formación de heteroduplex
ARN-ADN). Los oligonucleótidos antisentido son complementarios de secuencias específicas de un
determinado ARN mensajero (secuencia sentido) . La formación de un heteroduplex bicatenario
sentido-antisentido bloquea la traducción del mensaje genético a proteína. Las estrategias
antisentido tienen un gran potencial terapéutico para inhibir la expresión de genes en patologías
tales como el cáncer, enfermedades autoinmunes y enfermedades infecciosas como el SIDA. Sin
embargo, su utilización en clínica se ha visto limitada por su corta vida media en la circulación
sistemática y su dificultad para acceder con actividad funcional al citoplasma y/o núcleo celular.
Ribozimas
El término ribozima ha sido introducido para describir moléculas de ARN con actividad enzimática.
Se ha identificado una enorme variedad de motivos catalíticos de ribozimas, todos catalizan
reacciones en sustratos de ARN. Estas reacciones llevan a cabo la rotura y ligación de las cadenas
en sitios específicos. Una característica común para todos los ribozimas es el requerimiento del ión
de un metal con carga divalente, como el magnesio Mg+2 , que participa en la reacción química.
Diferentes centros catalíticos de ribozima han sido incorporados en ARNs antisentido, de tal forma
que le dan la capacidad de aparearse con un ARN diana, que son sustratos para dichos centros,
cortándolos en sitios específicos. La actividad del centro catalítico de ribozima da el corte y
destrucción del ARN diana. Una vez que la diana ha sido cortada, el ribozima puede disociarse de
los productos cortados y repetir el ciclo de unión , rotura y disociación. La habilidad de los
ribozimas para cortar dianas y después reciclarlas proporciona una ventaja sobre los ARN
antisentido estandar.
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La terapia génica en el plano jurídico
El Derecho es un instrumento para configurar la actuación social, y en particular el Derecho Penal
debe estar atento a los avances sociales de cualquier tipo y mucho más a los progresos técnicos
que sirven para mejorar el sistema de vida de los ciudadanos. Sin embargo, El Derecho reacciona
de una forma más lenta a las expectativas que se producen en la sociedad (avances tecnológicos),
esta falta de sincronía motiva que a veces existan vacios jurídicos que producen en la cuidadanía
una cierta sensación de indefensión.
Algunos avances tecnológicos con fines meramente terapéuticos esconden intereses menos
loables como pueden ser el mejoramiento de la especie. Es aquí cuando el ordenamiento jurídico
ha de intervenir regulando y protegiendo estos avances.
A la hora de legislar hay que tener en cuenta:
 Las posibilidades actuales y futuras de la ingeniería genética.
 Los riesgos presentes y futuros existentes en la manipulación genética.
 Los principios jurídicos que determinan lod límites de licitad de las intervenciones
manipuladotas.
 Los sistemas de control y las técnicas de reglamentación de éstos.
Perspectivas futures
La terapia génica es una nueva forma de intervención terapéutica a un nivel molecular, con
aplicaciones en muchas áreas de tratamiento médico que engloba desde la corrección de un locus
individual de un defecto génico heredado por inmunización, tratamiento de enfermedades
infecciosas hasta el cáncer. Esta es también una nueva farmacología; mientras muchos fármacos
persiguen modificar procesos endógenos por la aplicación de novedosos compuestos artificiales, la
terapia génica reparte un agente biológicamente activo muy específico a un sitio determinado a y a
la vez con posibilidad de permanentes, transitorios o inducibles estados de expresión.
Aspectos éticos de la terapia génica
Alguien ha dicho, alguna vez, que la terapia génica será la cuarta revolución en Medicina.
Como todo conjunto de procedimientos innovadores, la terapia génica plantea, en su aplicación,
conflictos potenciales de diverso orden: médico, ético, económico y social.
La terapia génica incluye un conjunto de estrategias cuya particularidad radica en el empleo del
material genético, hoy mejor conocido que décadas atrás, con una finalidad terapéutica.
Podemos suponer que algún día todas o casi todas las enfermedades podrán ser combatidas de
este modo, e incluso prevenidas (por algo la genética médica es, cada vez con mayor elocuencia,
una disciplina predictiva).
Su eventual aplicabilidad a todas o casi todas las áreas de la patología se fundamenta en el hecho
de que los mecanismos de producción de enfermedad siempre implican la conjunción de factores
genéticos y ambientales interactuando dinámicamente en función del tiempo. Por consiguiente,
podemos modificar unos u otros o ambos para restablecer la salud.
Se acepta que las secuencias génicas -muchas aún desconocidas- son responsables del
crecimiento, del desarrollo y de la proliferación. Quienes trabajan en cáncer saben bien que la
muerte también está programada. Que la naturaleza ha tomado sus recaudos para que el ciclo se
cumpla por completo y, que si algo falla -incluyendo la muerte celular- sobreviene la enfermedad.
En este contexto se desarrollan las diferentes estrategias de terapia génica y en este contexto
debemos preguntarnos, para cada situación particular, cómo se maneja el respeto por la
autonomía, la privacidad, la equidad, la justicia, y en definitiva la inalienable dignidad del hombre.
Nos enfrentamos a una revolución en la que el hombre tiene la posibilidad de transformarse a sí
mismo y controlar su propia evolución biológica. El conjunto de actitudes, convicciones, creencias
morales, religiosas y formas de conducta que rigen actualmente en nuestra sociedad son
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insuficientes para entender y aceptar las consecuencias que los avances biotecnológicos plantean
en el campo de la ingeniería genética aplicada a la medicina, por lo que resulta imprescindible un
profundo debate ético sobre la utilización de estas tecnologías.
El progreso en el campo de la biomedicina, y en particular en el de la terapia génica, ha abierto
interrogantes que suscitan gran incertidumbre en diversos sectores de la sociedad, respecto al
alcance y límite de esos avances científicos. Dado que el proceso de investigación y acumulación
de conocimiento no debe estar limitado en sí mismo, es la aplicación abusiva de las diversas
tecnologías biomédicas lo que genera preocupación. Por lo tanto, es fundamental que la sociedad
se informe sobre todos los aspectos relacionados con la terapia génica, y a partir de ello promover
un debate para contestar las nuevas preguntas que se plantean.
Terapia, o tratamiento, se puede definir como «acción o procedimiento para lograr una curación,
mejoría, alivio, u otro efecto considerado beneficioso, para una persona que padece una
enfermedad, un síntoma molesto o un sufrimiento».
La terapia génica ¿difiere de las demás terapias? Y si así fuera, ¿en qué difiere?. A ese respecto,
los argumentos a invocar podrían ser:
- Que en forma permanente altera la constitución genética del individuo.
Pero cabría comentar que la quimioterapia y la radioterapia también pueden alterarla, a veces con
carácter permanente; que la hemoterapia la altera parcial y transitoriamente, que los trasplantes de
órganos introducen material genéticamente extraño al receptor, alterando en parte su
«constitución» genética, y que existe la posibilidad de una terapia génica de duración limitada.
- Que puede tener efectos indeseables sobre otros genes y sus funciones en el organismo.
Pero la mayoría de las terapias tienen riesgos, a veces considerables (medicamentos, radiaciones,
cirugía).
- Que son procedimientos en vías de experimentación y por tanto todavía no probados
adecuadamente.
Pero cualquier terapia nueva tiene que pasar por etapas experimentales, y ello vale para toda
innovación.
- Que interfiere con el orden establecido en la naturaleza, con la obra creativa divina. Pero toda
terapia, de una manera u otra, interfiere con el proceso «natural» del padecimiento, y no es más
«antinatural» que el uso de una vacuna, antitoxina, transfusión, radiación, hormona natural o
biosintética, u otra sustancia química. Con ese criterio tendría que cuestionarse cualquier
intervención médica.
- Que podría dar pie para intentar otras modificaciones génicas que no son realmente terapéuticas.
En ese contexto, es indudable que toda innovación, invento o descubrimiento puede ser usado
tanto con fines beneficiosos como para producir daño; ello cabe también para la dinamita, la
energía atómica, los rayos láser, los aviones, la morfina, y tantos más. No son los descubrimientos
en sí sino el uso que se les da, lo que puede dar lugar a efectos benéficos o perjudiciales.
- Que al permitir la sobrevida normal del individuo afectado, podría deteriorarse la constitución
genética de las generaciones futuras, porque no serían «eliminados» por selección natural los
genes alterados.
En toda forma, restan varias dudas, incertidumbres y cuestiones a ponderar.
- Una duda razonable sería la inducción de efectos deletéreos imprevisibles en forma consecutiva
a la inserción de un gen en cualquier parte del genoma del individuo. Este riesgo tendrá que ser
analizado y evaluado frente a los posibles efectos beneficiosos del procedimiento, tal como ocurre
con cualquier innovación terapéutica.
- Otra preocupación quizás algo más genuina, y que merecería nuestra reflexión desde el punto de
vista ético, se refiere a la posibilidad de que, en lugar de recurrir al «transplante» de genes con
fines estrictamente terapéuticos a fin de obtener una curación, mejoría o alivio de una condición
patológica, se use con el objeto de lograr una modificación pequeña, sutil o trivial. Los posibles
ejemplos son numerosos, entre ellos una «mejoría» de la estatura, el desarrollo muscular, el
talento musical, la capacidad intelectual, el color de los ojos o de la piel, el crecimiento del pelo, el
comportamiento adictivo, etc.
Ha sido comentado cuan tenue es la línea de separación entre el uso terapéutico genuino, tal el
caso de un gen que favorece el desarrollo del tejido muscular en un individuo con distrofia, y su
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empleo en un individuo sano, con el exclusivo fin de un mayor desarrollo de sus masas
musculares, para así convertirlo en un buen atleta.
- El otro dilema genuino es el de tipo económico. Sin duda se trata de procedimientos costosos,
quizás del orden del costo de transplantes de órganos, o incluso mayor. De introducirse la terapia
génica en el arsenal médico de rutina, los recursos disponibles podrían no ser suficientes para
ofrecerla al público en general. Se plantearía entonces el mismo problema hoy inherente a los
transplantes de hígado, de médula y otros también inaccesibles para muchos pacientes. El desafío
para la ética médica será reflexionar sobre las causas, las motivaciones y los fundamentos de
nuestras opciones, tendencias y prioridades, así como sobre las escalas de valores que poseemos
o que nos pretendan imponer, y también sobre la responsabilidad individual y colectiva frente a
estas perspectivas del futuro inmediato, con sus fascinantes posibles pero también con sus
indudables riesgos.
El análisis minucioso, el trabajo interdisciplinario y el consenso, serán las vías adecuadas y
necesarias para superar ese desafío, y de ese modo poder esperar un alivio del sufrimiento y la
recuperación de la salud para muchos afectados y sus familias.
Bibliografía
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www.ugr.es/~eianez/Biotecnologia
www.rdg.ac.uk/EIBE
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