29/12/08

TERAPIA GÉNICA, “UN PASO HACIA LA EVOLUCION EN EL TRATAMIENTO DEL CANCER”


TERAPIA GÉNICA, “UN PASO HACIA LA EVOLUCION EN EL TRATAMIENTO DEL CANCER”

ARIAS ARIAS JOANNIS AYLEEN *, ARIÑO CASTRO KAREN *, PONCE GUILLOT ANYELA CAROLINA *, ANDERSON DIAZ PEREZ**
*estudiantes de VII se mestre de microbiologia, **docente e investigador.



RESUMEN

La Terapia génica es la parte de la terapéutica que utiliza material genético en el tratamiento de enfermedades; intenta modular la función celular, pudiendo corregir la deficiencia causada por la pérdida o alteración de un gen al modificar la expresión de proteínas. Así, secuencias codificadoras de proteínas, sondas antisentido, ADN triples y ribozomas pueden ser considerados los fármacos de la terapia génica. Los problemas más importantes con los que se encuentra este conjunto de técnicas son de distribución de estos «fármacos», es decir, la transferencia de este material a las células diana. La terapia génica requiere, en primer lugar, la identificación del gen o grupo de genes que causan la alteración a subsanar, su aislamiento y clonación.



INTRODUCCION

Hoy en día el relativamente nuevo término de terapia génica ha surgido como una esperanza u oportunidad de corregir un defecto genético específico o curar una enfermedad, esto se logra debido a la inserción de un gen normal funcional en las células de un paciente humano para corregir tal defecto o para dotar a las células de una nueva función. Es muy grande el potencial de esta excelente alternativa en el tratamiento de muchas patologías, entre estas el cáncer, enfermedades infecciosas, enfermedades hereditarias recesivas y dominantes y trastornos del sistema inmune, como alergias y enfermedades autoinmunes.

Para el caso del cáncer se propone remplazar o alterar la función de genes que promueven el proceso tumoral, lo cual ha permitido corregir anormalidades genéticas revirtiendo el genotipo maligno que se encuentra asociado con la muerte de la célula tumoral, o insertando una copia del gen normal. Aunque estos resultados son alentadores, esta alternativa no ha tenido aún el éxito esperado en su aplicación en modelos in vivo. Así, con la finalidad de incrementar la eficiencia terapéutica de este tipo de procedimientos, es necesario implementar nuevas estrategias para poder transferir genes a las células malignas, y evitar que las células normales sean afectadas.
Terapia Génica









Fig. 1. Realización de la Terapia Génica


Concretamente el término terapia génica unifica los principios de la farmacología con los de la genética, pues implica tácitamente el empleo de ácidos nucleicos como el agente farmacológico para el tratamiento de estados patológicos, con esto la terapia génica persigue modificar el genoma de las células somáticas transfiriendo copias normales de genes para que produzcan cantidades adecuadas del producto génico normal, cuya acción corregiría la enfermedad genética.

Existen, en teoría, dos tipos de terapia génica: la Terapia génica de Células Somáticas y la Terapia Génica de Células Germinales, aunque sólo la primera está siendo desarrollada actualmente.


La terapia génica somática busca introducir los genes a las células somáticas (esto es, todas las células del organismo que no son gametos o sus precursores), y así eliminar las consecuencias clínicas de una enfermedad genética heredada o adquirida. Las generaciones futuras no son afectadas porque el gen insertado no pasa a ellas. (Fig. 1)

La terapia génica germinal sólo existe como posibilidad, pues no se cuenta con la tecnología necesaria para llevarla a cabo. Además ha sido proscrita por la comunidad científica y por organismos internacionales por sus implicaciones éticas, las cuales discutiremos más adelante. La terapia génica germinal trataría las células del embrión temprano, los óvulos, los espermatozoides o sus precursores. Cualquier gen introducido en estas células estaría presente no sólo en el individuo, sino que sería transmitido a su descendencia.


La estrategia general que se utiliza para la terapia génica no es más que una extensión de la técnica de selección clonal por complementación funcional.


Primero, la función ausente en el organismo recipiente como consecuencia de la presencia de un gen defectuoso se introduce en un vector; luego, este vector se inserta en uno de los cromosomas recipientes y genera un organismo transgénico que se ha curado genéticamente. Esta técnica tiene un enorme potencial en los seres humanos porque nos ofrece la esperanza de corregir los desordenes genéticos. (1)

Cuando nos referimos a la terapia génica, debemos hacer énfasis en el tipo de célula a la cual se le va a aplicar dicha terapia, de este modo podremos clasificarla en germinal y somática. La terapia germinal va encaminada a la modificación genética de las células reproductoras, de sus células precursoras de la línea germinal o de las células embrionarias en las primeras etapas del desarrollo.


Al darse este tipo de terapia génica, los efectos producidos por la terapia serán manifestados en los descendientes. Esta clase de terapia génica no se encuentra autorizada en ningún país debido a sus problemas éticos, morales y jurídicos, ya que produce la modificación permanente del patrimonio genético hereditario de las personas sometidas a la misma.

El otro tipo de terapia génica, es la somática, en la cual la modificación genética va dirigida a cualquiera de los tejidos corporales del paciente y aunque llegase a tener efectos duraderos a largo plazo, éstos se circunscriben al individuo tratado y en ningún caso van a pasar a la descendencia, o sea, no van a ser transmitido de padres a hijos. A diferencia de la terapia germinal que no puede ser utilizada, todos los protocolos en marcha hasta el momento en seres humanos son de terapia somática. (2)


Objetivos De La Terapia Génica

Aunque dentro de unos años será posible mediante la terapia génica reparar los errores que existen en un gen y causan la enfermedad, los objetivos actuales son más modestos.

En primer lugar, la terapia génica trata de complementar o sustituir el defecto en la función de un gen defectuoso introduciendo otra copia normal de éste en las células. Por otra parte, en otras situaciones lo que se intenta es lo contrario, es decir, inhibir o bloquear el funcionamiento de aquellos genes cuya intervención contribuye al desarrollo de la enfermedad (por ejemplo los oncogenes que intervienen en el cáncer o los genes de virus que son necesarios para que estos se multipliquen en las células).

Por último, existen otras posibilidades de acción de la terapia génica en la que lo que se busca no es suplir o inactivar la función de un gen, sino introducir la información que permita a la célula sintetizar una proteína que tenga un efecto terapéutico nuevo.
Este es el caso de la transferencia de genes para estimular el sistema inmune para que actúe frente a tumores o enfermedades infecciosas, para que se acelere la reparación de heridas, fracturas o se produzcan nuevos vasos sanguíneos, etc.(3)








Fig. 2 Estrategias de Terapia Génica.


Dependiendo de los objetivos que se deseen alcanzar, se pueden tener en cuenta distintas estrategias de terapia génica, la inserción genética también conocida como de aumento génico es la más común, esta se basa en la inserción de una copia de un gen normal en una célula.

Otra estrategia de terapia génica es la corrección dirigida de mutaciones mediante algún procedimiento de modificación o cirugía génica que sustituya o bien el gen defectuoso por una copia normal del mismo o tan sólo sustituya la secuencia mutada del gen por la secuencia normal, recomponiéndose de este modo la función original del gen. (4)

En terapia génica se utilizan dos grandes estrategias actualmente:

Estrategias ex vivo: Consiste en extraer células de un paciente, modificarlas in vitro mediante un vector retrovírico y reimplantarlas en el organismo.

Estrategia In vivo: Se trata de administrar el gen corrector al paciente en lugar de hacerlo a células en cultivo (Fig. 2)

Normas Para Recibir Terapia Génica

Las normas para recibir terapia génica están bien establecidas e incluyen varios requisitos:
A. El gen debe estar aislado y debe estar disponible para la transferencia, normalmente por clonación.
B. Debe haber un medio efectivo para la transferencia del gen. Por el momento, muchos ensayos utilizan vectores retrovíricos, aunque también se emplean otros métodos, como los vectores adenovíricos y las técnicas físicas y químicas.
C. El tejido diana debe ser accesible para la transferencia genética. La primera generación de procesos de terapia génica utiliza glóbulos blancos o sus precursores como tejido diana.
D. No debe haber ninguna forma de terapia efectiva disponible, y la terapia génica no debe dañar al paciente.


Actualmente se están tratando varias enfermedades hereditarias con terapia génica, como la inmunodeficiencia combinada grave (SCDI, del ingles severe combined inmunodeficiency), la hipercolesterolemia familiar, la fibrosis quística y la distrofia muscular, y se están desarrollando procesos para tratar otras enfermedades. como el uso de Citocinas como terapia génica en cáncer cervical.


El gran avance de las investigaciones en la terapia génica contra el cáncer cervical está enfocado principalmente a los oncogenes E6 y E7 del virus del papiloma humano (VPH), como antígenos específicos del tumor para generar inmunogenicidad tumoral. Estos genes se han usado en vacunas profilácticas y terapéuticas en diversas estrategias de terapia génica. En este sentido, se han inyectado simplemente los genes en el sitio del tumor como DNA desnudo, mediante el uso de una pistola de DNA (gene gun) o usando vehículos virales para liberar el material genético como: los vectores adenovirales, virus adenoasociados, el virus de vaccinia, alphavirus, el virus de estomatitis vesicular o speudovirus de VPH. Además, se han utilizado otros vehículos bacterianos como: Listeria monocytogenes, Salmonella typhimurium, y Mycobacterium bovis. Adicionalmente, otras proteínas de VPH como E1, E2, E4, E5, L1 y L2 se han considerado como antígenos de tumor para el control del cáncer cervical. (Cuadro 1).
Recientemente se demostró que las proteínas virales E5, E6 y E7 del VPH regulan la expresión de genes heterólogos celulares y pueden contribuir al desarrollo del cáncer cervical.48-50 Entre estos genes se encuentran la regulación de las citocinas IL-10 y TGF-b1, lo cual correlaciona con la detección de estas citocinas en pacientes con cáncer cervical y con el desarrollo de un estado de inmunosupresión en el microambiente tumoral. Este mecanismo de evasión de la respuesta inmune es consistente con la desregulación de la inmunovigilancia tumoral de la que se informa en otros tipos de cáncer. A favor de revertir el efecto de inmunosupresión en el microambiente tumoral, se han empleado diferentes estrategias como la inhibición de las proteínas oncogénicas de VPH, la activación de la respuesta inmune específica del huésped en contra del VPH por el uso de antígenos específicos de VPH, la inducción de la expresión de moléculas coestimuladoras (B7, cadena z de CD3, MHC clase I) y, muy importante, la administración de citocinas tipo Th1 para activar la respuesta inmune tipo celular.
Los interferones (IFN), así como las citocinas IL-2, IL-12, y GM-CSF, se consideran como los principales inmunomoduladores de la respuesta inmune celular, y se han empleado en diversos modelos preclínicos contra el cáncer cervical. De igual manera, diversas vías y vehículos de inmunización se han utilizado en diversos modelos tumorales murinos asociados al VPH. (5)



CONCLUSION

Lo que se pretende con la terapia génica es darle solución a una gran cantidad de patologías que han venido afectando al hombre, y que hoy gracias estos estudios basados en argumentos relacionados con biología molecular, inmunológia y otras ciencias afines, se ha logrado llevar la ciencia a otro nivel, ampliando las expectativas de poder encontrar cura a enfermedades que han significado una gran problemática para el ser humano. La terapia génica es una excelente alternativa para el tratamiento de muchas enfermedades. La capacidad para manipular el DNA ha permitido dirigir la terapia génica para corregir la función de un gen alterado, aumentar la expresión de un gen o activar la respuesta inmune.
La terapia génica se erige en la actualidad médica como una de las formas más promisorias de terapéutica pero todavía hace falta encontrar la respuesta a muchos interrogantes conceptuales y técnicos para que esta sea un arma útil contra la amplia gama de patologías que enfrentamos los seres humanos. Los avances en genoma humano y en regulación génica seguramente van a traer los elementos necesarios para hacer de la terapia génica la nueva forma de manejar la salud en el mundo. (5)


BIBLIOGRAFIAS


1. TERAPIA GÉNICA [En línea], disponible en: http://www.monografias.com/trabajos30/terapia-genica/terapia-genica.shtml recuperado: Viernes, 21 de septiembre de 2007.

2. Zarante I. “Terapia Génica”, [En línea], disponible en: http://encolombia.com/medicina/sociedadescien/diabetes1201-terapiagen.htm recuperado: Viernes, 21 de septiembre de 2007.
3. Austin-Ward E. D., Villaseca C.
“La terapia génica y sus aplicaciones”, [En línea], disponible en: www.scielo.cl/scielo.php?pid=S0034-98871998000700013&script=sci_arttext - 43k - recuperado: Viernes, 21 de septiembre de 2007.

4. ROZALÉN J., FERNÁNDEZ GÓMEZ F. J., CEÑA V. y JORDÁN J. “Aplicaciones de la terapia génica”, [En línea], disponible en:
www.uclm.es/profesorado/jjordan/terapia.pdf recuperado: Viernes, 21 de septiembre de 2007.

5. INSTITUTO NACIONAL DE SALUD PÚBLICA “Terapia génica con citocinas contra cáncer cervicouterino”, [En línea], disponible en: http://siid.insp.mx/www/articulos_detalle.asp?id=1651587 recuperado: Viernes, 21 de septiembre de 2007.

ANEMIA DE DIAMOND BLACKFAN “UN PROBLEMA DE GENERACIONES”




ANEMIA DE DIAMOND BLACKFAN “UN PROBLEMA DE GENERACIONES”
KARELYS AVENDAÑO, LISETH MIRANDA, CLAUDIA MOJICA, OLGUER OSPINA, YELIZE RAMIREZ.
Asesor: Prof. Anderson Díaz Perez

RESUMEN
La Anemia es un trastorno frecuente de la sangre que ocurre cuando la cantidad de glóbulos rojos es menor que lo normal, o cuando la concentración de hemoglobina en sangre es baja. Una anemia de origen central cuantitativa, con afectación exclusiva de la serie eritroide, nos sitúa ante las eritroblastopenias. Las aplasias puras de la serie roja (APSR) pueden ser congénitas o adquiridas, con una etiología variada. La forma más frecuente de aplasia eritrocitaria hereditaria es la anemia de Blackfan-Diamond, generalmente en menores de 6 meses, caracterizada por la persistencia de eritropoyesis fetal con cifras elevadas de hemoglobina fetal y enzimas eritrocitarias y el antígeno "i" en la membrana de los hematíes. Y a nivel molecular se le relaciona con alteraciones a nivel de cromosomas 8 y 19, que se estudiaran de manera profunda durante el curso del artículo, por medio de análisis enfocados a estudios realizados a diferentes poblaciones.

INTRODUCCION

La anemia es una afección en la que hay un número de glóbulos rojos en la sangre por debajo de lo normal, usualmente medido por la reducción en la cantidad de hemoglobina, la parte de dichos glóbulos que transporta el oxígeno y que les da su color rojo.

Los rangos de normalidad son muy variables en cada población, dependiendo de factores ambientales (nivel sobre el mar) y geográficas. A nivel del mar encontraremos valores normales mínimos, y a gran altura los valores normales deberán ser más altos (la menor presión parcial de oxígeno (O2) obliga al organismo a optimizar su transporte). Además, hay variaciones de sexo, observando valores menores en las mujeres (posiblemente por la pérdida de eritrocitos y contenido sanguíneo en cada ciclo menstrual).

En general puede establecerse como normal para un varón un hematocrito entre 41 y 53%, hemoglobina entre 13 y 17 g/dl, y para una mujer: hematocrito entre 37 y 47%, y hemoglobina entre 12 y 16 g/dl. Estos niveles son algo arbitrarios, pues existen límites en los valores normales. Por ejemplo, un sujeto puede tener una disminución de 1 a 2 g/dl en su hemoglobina, y aún así estar dentro de los límites normales.

Debido a que existen diversas clases de anemia, que pueden ser por deficiencias de hierro o causas congénitas, vamos a centrarnos en la anemia hipoplásica congénita, la cual es una mutación policromosomal que se produce en los en los genes ribosomal rps19, rps24 y rps17 de la proteína.

ANEMIA DE DIAMOND-BLACKFAN
La anemia de Diamond-Blackfan (DBA) es una enfermedad congénita poco frecuente, cuyas manifestaciones clínicas durante la edad temprana son: anemia macrocítica, reticulocitopenia severa e hipoplasia pura de la serie eritroide en médula ósea. Se acompaña además, hasta en un tercio de los casos, de diversas malformaciones físicas.
Se ha demostrado la existencia de mutaciones en los cromosomas 8 y 19, relacionadas directamente con la fisiopatología de la enfermedad; y se sospecha que en algunos casos, puede haber otras alteraciones cromosómicas asociadas. Las mutaciones en un gen ribosomal S19 (RPS19) de la proteína se encuentran en el aproximadamente 25% de pacientes del DBA; sin embargo, el papel de RPS19 en la patogénesis del DBA sigue siendo desconocido.

La anemia se detecta en las primeras etapas de de la vida, normalmente en los 2 primero años; es muy improbable que se diagnostique más allá de los 4 años de edad. Los principales signos de alerta son la palidez y la disnea, especialmente durante la alimentación o la lactancia. La palidez es aislada, sin organomegalia ni signos que puedan hacer pensar en una hemólisis o implicación de otras líneas hematopoyéticas. Aproximadamente la mitad de los pacientes con DBA sufren anomalías congénitas y talla baja, siendo esta última parcialmente sindrómica. Últimamente, los embarazos de mujeres afectadas de DBA se califican como de alto riesgo, tanto para la madre como para el hijo. La DBA es una enfermedad hereditaria y, en los casos familiares, la transmisión parece ser autosómica dominante con una penetrancia variable. En el 25% de los casos la DBA está ligada a una mutación en un gen localizado en el cromosoma 19, en 19q13.1, que codifica para una proteína ribosómica, RPS19; se desconoce el papel de esta proteína en la eritropoyesis y en la embriogénesis. Se ha propuesto, como mínimo, otro locus que podría estar relacionado con la DBA, y a pesar de esto aún no se han identificado otros genes. En un niño con anemia y eritroblastemia, el diagnóstico puede confirmarse si hay historia familiar (del 10 al 20% de los casos), malformaciones asociadas y un nivel elevado de adenosin deaminasa en los eritrocitos (EAD), que es un signo frecuente aunque no específico (la EAD puede estar también elevada en los parientes, en ausencia de cualquier otro síntoma de DBA). El diagnóstico diferencial en niños incluye en la mayoría de los casos eritroblastopenia transitoria, infección crónica por parvovirus B19 y algunas de las otras anemias congénitas. El consejo genético es difícil debido a la variabilidad de la expresión clínica y a la falta de algún método de diagnóstico prenatal para los casos no ligados con mutaciones en el gen RPS19.

La causa de la DBA es, al parecer, un daño intrínseco de las células madres eritoide; que ocurre in útero aproximadamente en el 90% de los casos. Se cree que la diferenciación eritoride se ubica entre las fases unidades formadoras de erupción de eritroides y unidades formadoras de eritroides; asociar una proteína ribosomal a la causa de la DBA sugiere que la RPS19 puede estar involucrada en el programa de desarrollo de las células progenitoras eritorides, ya que los síntomas de los pacientes con DBA están confinadas fundamentalmente a la eritropoyesis. Ha de esperarse que la haploinsuficiencia para una proteína ribosomal, resultante en limitación de la velocidad de síntesis proteica en la mayoría de los tejidos con alta actividad proliferativa, ya que el ribosoma es un organelo fundamental en el crecimiento celular.

A partir de estudios realizados a poblaciones que presentaron características propias de la DBA, se pudo determinar que esta anemia causa irregularidades en los genes de control transcripcional. Se encontró que las células BM de pacientes con DBA mostraron bajas severas en cuanto a la normalidad de los genes que codifican proteínas envueltas en la regulación de la trascripción, particularmente en progenitores eritroides. (Ver tabla 1). (Gazda, Kho, Sanoudou et al).


TABLA NUMERO 1
Abreviaciones: ex, exon; HCT, hematocrito; HGB, hemoglobina; ins, inserción; MCV, volumen corpuscular; n, rango norma; PLT, plaquetas; RBC, glóbulos rojos; WBC, glóbulos blancos; D1-D3, enfermos.

También es importante resaltar que en pacientes con DBA las células eritroides exhiben anomalías en genes relacionados con la apoptosis y el cáncer. Este estudio reveló daños potenciales en importantes grupos de genes relacionados con la apoptosis y el cáncer, tales como los genes involucrados en la reparación del DNA. (Figura 1). (Gazda, Kho, Sunoudou et al).


Figura 1. Los genes apoptosicos cambian en la DBA. Aquí se muestran como una forma de evitar la apoptosis. Los genes en el campo rojo son cambiados en la población eritroide en pacientes con DBA. Las flechas verdes simbolizan la activación; las líneas rojas simbolizan inhibición.

Abreviaciones: APAF-1, factor de activación de la proteasa apoptosica; BAX, BLC-2, proteína X asociada; BLC-2, antiapoptosis BCL-2 miembros familiares; CFLAR, CASP8 y FADD regulador apoptosis; FAS (INFRSF6), miembro 6, superfamilia del factor receptor de tumores necróticos; MTAL2, miembro 2 familia metastasis asociada 1; TNFRSF10B, miembro 10b, superfamilia de tumores necróticos.

El gen humano RPS24 incluye exones que codifican un RP, que es un componente de las 40s subunidades ribosomales. Se ha encontrado que el RPS24 humano codifica proteínas isoformicas a y c RPS24; de tamaño de 130 y 133aa, respectivamente, como un resultado de la alterativa 3’ splicing final dentro de las variantes 1 y 2 de RNAm. (Figura 2a). (Xu y colegas). Estas variantes muestran diferencias de tejidos específicos en expresión paterna. La murina en el gen Rps24 comprende siete exones con tres alternativas de empalme con variantes de transcripción 1, 2 y 3. Para explorar el rol normal de RPS24 y considerar como podría ser la disfunción resultante en la DBA, se realizó RT-PCR en RNAm de 20 tejidos humanos normales, incluyendo médula ósea completa.


Figura 2. Estructura del gen humano RPS24. a, Esquema de dos variantes de RPS24, variante 1 y variante 2, como un resultado de la alternativa 3’ RNAm splicing final. Variante 1 contiene exones I-V y codifica RPS24 isoforma a (130aa). Exon V codifica el codón stop (tga). La Variante 2 contiene exones I-IV y VI y codifica RPS24 isoforma c. Exon VI codifica 3aa, PKE. b, esquema RPS24 Variante 3, la cual contiene exones I-IV y VII y codifica los 131aa RPS24 isoforma b. Abajo está la secuencia de transcripción del RPS24 Variante 3. El ATG que se encuentra en negrita y en mayúscula representa el codón inicio. La alternativa de transcripción del splicing 3’ final de la Variante 3 codifica Lys (AAA) seguido por el codón stop tga. Las letras rojas en minúscula representan el traslado de la región del exón VII, las letras verdes representan el traslado del exón V, y las letras azules representan el traslado del exon VI.


La transcripción reversa y la amplificación en PCR fueron dotadas usando un kit RT-PCR con primer que empalman 240pb al final 3’ de la región codificadora (primer:gtggtggcaagacaactgg; primer reverso: agtggccacagctaacatca). Las reacciones control sin transcriptasa revesa fueron usadas para excluir la contaminación del DNAc por DNAg. El tamaño de los productos RT-PCR fueron detectados en 1,3% gel de azarosa, y productos RT-PCR fueron purificados y secuenciados para determinar uniones del empalmes. El 3 RNAm variante codifica una isoforma de 131aa (figura 2b) identicas a la proteína murina RPS24 isoforma 3. (NCBI accesion number NP_207635).


BIBLIOGRAFIA

1. http://stemcells.alphamedpress.org/cgi/content/full/24/9/2034

2. SANCHEZ SALAZAR, Francisca Rosa, CASTANEDO VALDES, Raquel, TRELLES AGUABELLA, Edilia et al. Prevalencia de la anemia ferropénica en mujeres embarazadas. Rev Cubana Med Gen Integr. [online]. ene.-feb. 2001, vol.17, no.1 [citado 05 Octubre 2007], p.5-9

3. The American Journal of Human Genetics. Volume 79. December 2006.

4. BRAVO L., Mireya y RODRIGUEZ Z., Natalie. Anemia de Diamond-Blackfan: Experiencia clínica en 20 pacientes (1968-1998). Rev. chil. pediatr. [online]. mayo 2000, vol.71, no.3 [citado 25 Septiembre 2007], p.192-196.

5. Xu WB, Roufa DJ (1996) The gene encoding human ribosomal protein S24 and tissue-specific expression of differentially spliced mRNAs. Gene 169:257–262.



6. Alter BP, Young NS. The bone marrow failure syndromes. In: Nathan DG, Orkin HS, eds. Hematology of Infancy and Childhood. Vol 1. Philadelphia, PA: Saunders, 1998:237