Desde la antigüedad, la humanidad ha estado enfrentándose a las enfermedades buscando métodos y tratamientos efectivos. A día de hoy, las aplicaciones de la terapia génica son una de las principales soluciones. Aunque esta técnica aún está en desarrollo.
En los años 70, tras descubrir la estructura del ADN, se empezó a progresar en la tecnología del ADN recombinante. Esto dio lugar al estudio y desarrollo de unas herramientas que permitían trasferir genes al interior de las células. Desde entonces, las investigaciones no han cesado y aún se siguen desarrollando y añadiendo mejoras a esta técnica.
En este artículo, veremos algunas de las aplicaciones que se han realizado dentro de la terapia génica. Si te interesa conocer qué es la terapia génica y en qué consiste, ¡continúa leyendo!
Qué es la terapia génica o genética
La terapia génica es una práctica médica que utiliza genes para tratar enfermedades, corrigiendo o reemplazando genes defectuosos en el cuerpo humano con el objetivo de mejorar la salud y el bienestar del paciente.
Los genes en las células son muy importantes: si son defectuosos, pueden enfermarte. Básicamente, lo que la terapia génica busca, es corregir los genes defectuosos en las células de los individuos. Es un conjunto de técnicas que usan la transferencia de material genético para prevenir o curar enfermedades genéticas.
Las aplicaciones de la terapia génica han supuesto una gran revolución en la forma de tratar las enfermedades genéticas. Pues se ha dado a conocer una nueva forma de curar enfermedades. Ya que antes los tratamientos estaban orientados a aliviar síntomas.
A través de la terapia genética, los científicos pueden sustituir un gen defectuoso por uno sano; añadir genes que ayuden al cuerpo a tratar la enfermedad o desactivar los genes que estén provocando algún problema o enfermedad.
Es la mejor solución de todas las posibles. Pero también es la más compleja, pues enviar el material genético concretamente hacia aquellas células dónde es necesaria su función o regular el gen introducido es de gran dificultad.
¿Cómo funciona la terapia génica?
Las aplicaciones de la terapia génica pueden realizarse a través de tres estrategias distintas: estrategia Ex vivo, estrategia In situ y estrategia In vivo.
La estrategia Ex vivo se basa en la extracción las células que contienen los genes defectuosos para “repararlas” en el laboratorio. A esas células se le introduce un vector (que pueden ser virales o no virales) modificado. Este a su vez altera genéticamente las células del paciente. Cuando las células estén modificadas, se inyectan en el individuo de nuevo.
En cuanto a la estrategia In situ, se trata de insertar directamente el gen reparador en el órgano defectuoso del paciente.
La estrategia In vivo introduce directamente el gen corrector a mediante un vector. Es decir, se le inyecta el vector a las células afectadas para transformarlas.
¿Y qué es un vector?
El principal elemento que hace funcionar la terapia génica son los vectores. Podría decirse que un vector es el vehículo que transporta el gen terapéutico (y otros elementos necesarios) hacia el interior de las células afectadas.
Un vector adecuado debe poder reproducirse y ser estable. Debe permitir la inserción de material genético, actuar sobre las células específicas y regular el gen terapéutico. Además, debe ser inocuo o que los efectos secundarios sean mínimos.
Los vectores pueden ser de dos tipos:
- Virales: en los que se incluyen los retrovirus, adenovirus, virus adeno-asociados y herpesvirus.
- No virales: como el bombardeo con partículas, la inyección directa de ADN, los liposomas catiónico y la transferencia de genes mediante receptores.
Las principales aplicaciones de la terapia génica
A continuación, veremos cuáles son las principales aplicaciones dentro de la terapia génica
Enfermedades monogénicas
Las enfermedades hereditarias monogénicas son aquellas en las que un único gen es alterado. Puede dar lugar a enfermedades en los que no se sintetice una proteína específica como en la hemofilia, en ADA o en la hipercolesterolemia familiar; o que se cree una proteína anormal como el déficit de α1-antitripsina. En estos casos la farmacoterapia es poco eficaz, por lo que se usa la terapia génica.
En el caso de la hemofilia está resultando muy eficaz en los que los vectores actúan como un liberador de los factores de coagulación de la sangre.
Hemofilia
La terapia génica se ha demostrado eficaz en el tratamiento de la hemofilia “A” y “B”, enfermedades en las que los factores de coagulación VIII y IX están alterados. Para el desarrollo de su implementación se ha experimentado con genes funcionales de estos factores y diferentes tipos de vectores como retrovirus, adenovirus, virus adenoasociados y ADN desnudo, administrados por vías como la subcutánea, intramuscular, intrahepática, intraperitoneal o intravenosa.
Estos vectores liberan los factores a las células musculares del paciente, donde se produce de manera continua el factor de coagulación correspondiente. Mantener niveles equilibrados de estos factores en el flujo sanguíneo reduce significativamente los episodios de hemorragias espontáneas y la necesidad de infundir estas proteínas en los pacientes con este tipo de hemofilia.
Fibrosis quística
La terapia génica se ha utilizado en la fibrosis quística, una enfermedad caracterizada por un defecto en el gen que codifica el canal de cloro CFTR. Este defecto causa trastornos en el transporte de electrólitos en las glándulas exocrinas, resultando en una enfermedad pulmonar crónica obstructiva, insuficiencia pancreática y aumento de los niveles de electrólitos en el sudor. En estudios recientes, el uso de un inhalador ha demostrado ser una forma sencilla de lograr la expresión del gen y aliviar hasta un 30% de los síntomas de la enfermedad.
Enfermedades multigénicas
En las enfermedades más comunes como la aterosclerosis o diabetes son responsables varias alteraciones genéticas. A día de hoy, el cáncer también es considerado resultado de un proceso de mutaciones en genes celulares adquiridas y heredadas. La terapia génica en estos casos puede revertir o retardar la enfermedad actuando a través de las células.
En el caso del cáncer, las principales estrategias que realizan son la destrucción de las células tumorales a través de productos tóxicos o enzimas capaces de activar profármacos; fortalecer y activar la protección natural del sistema inmunológico modificando las células cancerígenas; o proteger las células normales, entre otras. Aunque aún existen muchas complicaciones y limitaciones que obligan a seguir investigando y experimentando, por lo que se deben tener en cuenta otros métodos.
Inmunodeficiencia combinada grave
La terapia génica se utiliza para tratar la inmunodeficiencia combinada grave, una enfermedad en la cual un gen defectuoso impide el desarrollo y crecimiento adecuado de las células del sistema inmunitario. Mediante la corrección genética, se pueden recuperar y repoblar las células afectadas, lo que ha demostrado ser eficaz en ensayos clínicos realizados en niños burbuja (niños con inmunodeficiencia combinada severa o SCID). Además, la terapia génica ha mostrado resultados exitosos en el tratamiento de otras enfermedades como hemoglobinopatías y la enfermedad de Gaucher al emplear vectores retrovirales y células madre para transferir genes funcionales y corregir los trastornos genéticos correspondientes.
Cáncer
La terapia génica en el cáncer se puede abordar a través de diferentes estrategias.
- Una de ellas es la destrucción de las células tumorales mediante la expresión de productos tóxicos o enzimas capaces de activar profármacos.
- Otra estrategia es fortalecer el sistema inmunitario para combatir las células anormales, ya sea incrementando su carácter extraño, potenciando los mecanismos de defensa o modificando las propias células cancerígenas.
- También se puede buscar el cambio en el comportamiento de las células cancerígenas, ya sea inhibiendo la expresión de oncogenes, aumentando la de genes supresores de tumores como el p53, o introduciendo "genes suicidas" en las células tumorales.
Diabetes
La terapia génica ofrece dos enfoques de investigación en pacientes con diabetes tipo 1, una enfermedad que se caracteriza por la pérdida total de las células betapancreáticas. Uno de ellos se centra en modificar la respuesta anómala del sistema inmunitario, mientras que el otro busca aumentar el número de células capaces de secretar insulina.
Para abordar la respuesta autoinmunitaria, se han explorado diferentes estrategias, como la inhibición de moléculas implicadas en el desarrollo de la enfermedad y la estimulación de la expresión de interleucina 4 para prevenir la inflamación. En cuanto al aumento del número de células beta, se ha investigado en hepatocitos modificados, que han demostrado la capacidad de producir insulina de manera similar al páncreas. Sin embargo, se han observado diferencias en la cinética de producción de insulina y en el control de la glucosa en sangre.
Otra aproximación consiste en modificar los hepatocitos para adquirir características de células beta, lo que ha llevado a la neogénesis de islotes y a la producción de hormonas pancreáticas. Estos avances abren nuevas posibilidades terapéuticas en el tratamiento de la diabetes tipo 1.
Arterosclerosis
Este tratamiento ofrece perspectivas futuras prometedoras en el tratamiento de enfermedades como la arteriosclerosis. Se ha explorado la administración de genes que expresan el factor de crecimiento vascular endotelial en la arteria poplítea mediante catéteres especiales. Aunque los resultados iniciales no han sido óptimos, lograron evitar la amputación de la pierna afectada por el mal riego sanguíneo durante varias semanas así como revascularizar la extremidad. Esta aplicación de la terapia génica representa un avance significativo en el tratamiento de la arteriosclerosis y brinda esperanza para mejorar la circulación sanguínea en casos de extremidades con riesgo de amputación.
Enfermedades neurodegenerativas
La terapia génica ha sido explorada en el tratamiento de enfermedades como el Alzheimer. En estudios con cultivos de neuronas, se ha observado que la sobreexpresión de la proteína calbindina D28K confiere protección contra estímulos citotóxicos. Además, en pacientes en las primeras etapas de la enfermedad, la implantación de células cutáneas previamente modificadas con el gen del factor de crecimiento neurológico (NGF) ha mostrado resultados positivos en el deterioro cerebral.
En el caso de la enfermedad de Parkinson, donde los factores genéticos son menos claros, la terapia génica se ha considerado como un enfoque adicional a la terapia sustitutiva y los implantes de células dopaminérgicas. Se ha explorado la inserción del gen de la descarboxilasa glutámica ácida (GAD) en células hiperactivas del núcleo subtalámico, lo que ha conducido a un funcionamiento más normal de la actividad cerebral. Además, se han realizado trasplantes de células capaces de producir dopamina o secretar factores de crecimiento y neurotrofinas para promover la supervivencia celular en las neuronas afectadas.
En un modelo animal de la enfermedad de Sly, la terapia génica con un virus de inmunodeficiencia felino ha demostrado tanto la prevención del deterioro neurológico como la restauración de las capacidades mentales previas de los animales afectados por esta enfermedad lisosomal.
Enfermedades infecciosas
Existen una gran variedad de enfermedades infecciosas que pueden ser tratadas eficazmente con terapia génica. La atención se dirige principalmente al VIH, cuyos resultados están siendo significativos. Pero aun así persisten obstáculos para su aplicación. Por ejemplo, la modificación genética de las células que provocan la aparición de genes defectuosos.
VIH/SIDA
Se han realizado enfoques, tanto dentro del organismo como en entornos de laboratorio, para aplicar la terapia génica en el tratamiento del VIH/SIDA. Esto implica el uso de vectores retrovirales que llevan genes relacionados con la cápside o la envoltura del VIH, como la glicoproteína 120, y los linfocitos T como células objetivo. En los primeros ensayos clínicos, estas células pueden eliminar el virus de manera efectiva, incluso mejor que los linfocitos T que son atacados por el virus, y son capaces de atacar eficazmente a diversas variantes del VIH.
La terapia génica, el futuro de la medicina
Aunque aún se trata de una técnica que debe investigarse, la terapia genética augura la transformación de la medicina y la ampliación de opciones para los pacientes con enfermedades difíciles e incurables. Existen muchas limitaciones pero cada vez más son los avances en este tipo de terapia, y cada vez son más los científicos que estudian y se especializan en dicha técnica.
¿Y tú qué crees? ¿Se conseguirá la cura del VIH gracias a la terapia génica dentro de unos pocos de años? ¿Y la del cáncer? Una cosa está clara y es que las perspectivas de las aplicaciones de la terapia génica son muy atrayentes y merece la pena continuar su exploración. Es un nuevo camino a recorrer que traerá multitud de beneficios a la medicina, y probablemente en un futuro no muy lejano.
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Muy interesante el tema
Tiene algun valor
Espero ver avances en este campo pronto.
Tengo 82 años, espero que esta ciencia esté pronto a nuestro alcance.
Antonio Larrosa.com