




































Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Prepara tus exámenes
Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Prepara tus exámenes con los documentos que comparten otros estudiantes como tú en Docsity
Encuentra los documentos específicos para los exámenes de tu universidad
Estudia con lecciones y exámenes resueltos basados en los programas académicos de las mejores universidades
Responde a preguntas de exámenes reales y pon a prueba tu preparación
Consigue puntos base para descargar
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Comunidad
Pide ayuda a la comunidad y resuelve tus dudas de estudio
Ebooks gratuitos
Descarga nuestras guías gratuitas sobre técnicas de estudio, métodos para controlar la ansiedad y consejos para la tesis preparadas por los tutores de Docsity
Asignatura: Citologia i histologia, Profesor: , Carrera: Biotecnologia, Universidad: UdG
Tipo: Apuntes
1 / 44
Esta página no es visible en la vista previa
¡No te pierdas las partes importantes!





































Teràpia gènica : Introducció deliberada de material genètic en cèl·lules somàtiques humanes amb finalitats terapèutiques, profilàctiques o diagnostiques.
La majoria de trastorns genètics es caracteritzen per discapacitat progressiva o malaltia crònica sense tractament eficaç. Sovint no es poden curar o no es poden mitigar degut a que no s’ha identificat el gen/gens i el producte gènic subjacent i per tant, els mecanismes moleculars implicats.
Peró si pel contrari, si es coneix el defecte metabòlic o molecular bàsic en la majoria de casos quan la proteïna defectuosa esta identificada, les tècniques d’ADN recombinat permeten sintetitzar la proteïna :
Exemples de malalties on s’aplica la restitució de la proteïna defectuosa:
Diabetes mellitus = Insulina Deficiència d’Hormona de creixement Anemia = Eritropoietina Hemofilia A = Factor VIII de coagulació
Però l’administració de la proteïna pot donar efectes no esperats. Per aquesta raó es realitzen algunes modificacions bioquímiques que ajuden a:
Tot i això, s’està intentant utilitza la teràpia gènica. La teràpia gènica es va focalitzar inicialment en el tractament de malalties monogèniques (Immunodeficiències primàries = SCID, sense cap altre opció terapèutica). Actualment las seva aplicabilitat s’ha estès a càncer i altres malalties cròniques com les cardiovasculars, neuro degeneratives o metabòliques com la diabetis.
Segons cèl·lules utilitzades:
Segons si es fa directament al pacient o no:
genèticament. La majoria d’assajos han implicat cèl·lules mare hematopoiètiques.
hereditaris o no ja que no cal l’aïllament de les cèl·lules diana.
Tractament amb trasplantament de MO de donant al·logènic HLA compatible (90% supervivència) vs trasplantament no totalment compatible (malaltia de l’injert contra l’hoste: GvHD).(10% de supervivència)
>teràpies ex vivo: Amb utilització de madures (limfòcits T) o cèl·lules mare hematopoiètiques autòlogues.
Immunodeficiència adquirida combinada lligada al cr X (SCID-X1)
>Nivell d’expressió :
Cal tenir en compte:
Els estudis clínics de TG en SCID-X1 sugereixen que injerts de 0.1% a 1% serien suficients per mantenir la correcció amb un seguiment fet fins a 5 anys. Per SCID-ADA els nivells d’injert de HSC estarien entre el 5-10% de cèl·lules corregides, encara que s’ha observat reconstitució immune en pacients amb més grau d’injert Per la talassèmia o la malaltia granulomatosa crònica (CGD) els nivells haurien de ser del 10 al 20% per observar efecte terapèutic. Per la fibrosi quística la concentració funcional suficient per produir una resposta clínica pot ser no major al 5-10%.
GEN REPORTER
Codifica per a proteïnes de fácil detecció i permet:
-Controlar eficàcia d’incorporació de l’ADN
-Estudiar la regulació de l’expressió del gen
-Monitoritzar la seva localització CAT Enzima que transfereix grus acetils a l’antibiotic clorafenicol. L’estudi es fa amb clorafenicol radiactiu i es detecta amb radiografia Luciferasa Catalitza l’oxidació de la luciferina alliberant llum. Lac Z Apareix coloració blava. Es pot utilizar tant en extractes celulars com espectofotometrics. GFP Gen més utilitzat com a marcador in vivio.
L’exposició de l’enzim a llu UV emet florecencia.
Com visualitzarem en humans?
Evitar tècniques invasives.
Han aparegut gens reporter compatibles amb les tècniques de resonància magnètica (RMS) o tomografia per emissió de positrons (PET) on el senyal emés per la proteïna reporter o la seva interacció amb un susbtrat són fotons en el rang no visible que són recollits per aparells especialitzats i que solveten les limitacions de profunditat dels teixits i disposició espaial.
>Temps d’expressió:
termini
>Efectes nocius:
Per exemple: generació de tumors per efecte mutagènic de la inserció del transgen en les cèl·lules (mutagènesi per inserció).
En l’assaig clínic de TG per SCID-X1: 5/20 nens tractats van desenvolupar leucèmia 2-5.5 anys després Es van paralitzar durant temps els assajos de TG basats en vectors integratius com els que s’havien utilitzat en l’estudi.
S’han descrit altres casos d’insercions en protooncogens generant condicions leucèmiques que s’han hagut de tractar i que en alguns casos han portat a la mort dels pacients.
En canvi, en altres assajos clínics (en cap dels SCID-ADA) amb més de 200 pacients i en els milers d’animals d’experimentació tractats amb cèl·lules mare hematopoiètiques transduides NO s’han descrit formació de tumors tot i l’ús de vectors integratius.
Utilització de vectors integratius redissenyats i optimitzats per mantenir uns nivells d’expressió alts i minimitzar els riscs potencials (vectors SIN).
El tipus cel·lular modificat també determina més o menys susceptibilitat a la transformació (progenitors vs cèl·lules diferenciades).
avaulació en models animals de la malaltia humana en qüestió.
Noves opcions: Teràpies per correcció gènica dirigida Reparar els gens a través de l’aparell de reparació de l’ADN (especialment en teràpia ex vivo).
*Nucleases generades per fusió del domini catalític de l’endonucleasa + domini d’unió a ADN que recluten la maquinaria de reparació a lloc específic.
GMP, l'estabilitat i el cost
Aquest tipus de vectors van ser els primers ha ser utilitzats degut a l’alta eficacia.
Per poder utilitzar un virus com a vector en teràpia gènica, cal inserir l'àcid nucleic terapèutic en el genoma viral, i aconseguir al mateix temps que el virus no es repliqui i per tant no sigui patogènic. Per això, els virus utilitzats en teràpia gènica s'anomenen virus recombinants i defectius (manquen d'alguna funció necessària per al seu propi cicle replicatiu.
Cararcteristiques del virus: Virus derivat d’un oncovirus que esta format per uan càpside i una envolta glicolipídica que conté el genoma = dos còpies d’ARN de cadena simple lineal amb informació per gens essencials (gag, pol, env). El genoma està flanquejat per dos repeticions terminals llargues (LTR, Long TerminalRepeat), i conté també una senyal d'empaquetament PSI mitjançant la qual les molècules d'ARN s'uneixen a les proteïnes de la càpside i són empaquetades eficaçment. El LTR esquerre conté una regió (U3) per al començament de la transcripció, i un primer binding site (pbs) per al començament de la retrotranscripció. El LTR dret conté una seqüència de poli-purines (ppt) per a la replicació de la segona cadena.
Teràpia gènica amb retrovirus ex vivo:
Vector retroviral:
Per a generar un retrovirus recombinant defectiu, cal substituir els gens de les proteïnes virals pel gen terapèutic que es vol utilitzar. Lògicament, per produir aquests virus defectius hem de fer servir una línia cel·lular (cèl·lula empaquetadora) que aporti els gens virals en trans.
A més, cal afegir al vector un gen de selecció ( resistència a antibiòtic) i/o gen reporter (GFP o Luciferasa). Per tal d’obtenir clons estables de la línia productora i que continguin el vector desitjat i identificar l’eficàcia i localització en el moment de la terapia.
Les cèl·lules empaquetadores tenen els gens virals inserits en el genoma cel·lular, de manera que expressen establement les proteïnes virals. No obstant això, les còpies dels gens virals que estan integrades en el genoma cel·lular no tenen del senyal d'empaquetament, pel que els seus transcrits no poden empaquetar en les noves partícules virals. D'aquesta manera, una cèl·lula empaquetadora en condicions normals no produeix virions complets, sinó només partícules buides.
En canvi, quan es transfecten aquestes cèl·lules amb un plasmidi recombinant que contingui l'ADN terapèutic flanquejat pels LTR i pel senyal d'empaquetament es generaran partícules retrovirals recombinants i defectives.
Els lentivirus són retrovirus complexes que causen malalties “lentes” i progressives en humans i animals. Relacionats amb immunodeficiències. Per exemple: HIV-I (SIDA).
Proteïnes específiques dels lentivirus:
Avantatge (^) Integració estable: amb expressió a llarg termini i sense transferència de cap gen viral Transdueixen poblacions cèl·lulars que no es divideixen activament = cèl·lules quiescents. Per exemple: limfòcits no proliferatius i macròfags. Aplicació en malalties neurodegeneratives. ja que es capaçde travesar la membrana plasmática.
Limitacions Vectors virals derivats de lentivirus patogènics en humans podrien ser un problema sanitari. S’han desenvolupat vectors lentivirals de primats no humans (SIV).
Mutagènesi insercional però menor que en retrovirus.
Diferents vectors derivat:
>Vectors lentivirals SIN:
S’elimnen les regions enhancer en 3’LTR del vector i es substitueixen el promotor de 5’LTR per un promotor CMV.
Conseqüències:
En els darrers anys s’esta treballant en la generació de vectors lentivirals no integratius però l’eficiència de transducció i els nivells d’expressió encara són baixos!!!
Caracteristiques del virus:
transcripció dels altres gens virals) i E1b 55kd (que s'uneix a E4). A més, aquestes proteïnes interfereixen amb les funcions de la cèl·lula hoste: E1a és una oncoproteïna, E1b 19kd inhibeix l'apoptosi mediada per p53 i E1b 55kd promou la degradació de p53.
etc.
proteïna gp19kd que inhibeix la presentació de fragments antigènics amb molècules de classe II del Complex Major d'Histocompatibilitat.
missatgers fora del nucli
Tenen un marcat tropisme neuronal i per això es fan servir fonamentalment per a la transferència de gens al sistema nerviós.
Els HSV són virus embolicats amb un genoma lineal de 152 kb de DNA bicatenari, en el qual s'han identificat més de 80 gens. El genoma està dividit en dues regions úniques (Llarga i Curta) que estan flanquejades per repeticions terminals (TR) i repeticions internes (IR). El virus s'uneix a glicosamino-glucans cel·lulars ja receptors cel·lulars específics (per exemple, el receptor HveC, que pertany a la superfamília de les immunoglobulines i s'expressa a alt nivell en el sistema nerviós). Després de l'entrada en la cèl·lula, el virus avança per transport retrògrad i arriba al nucli, penetrant pels porus nuclears. Després d'entrar al nucli s'expressen els gens immediats primerencs, que activen l'expressió dels gens primerencs (necessaris per a la síntesi d'ADN viral) i dels gens tardans (proteïnes estructurals). Una característica important és que un dels gens immediats primerencs(ICP4) és absolutament necessari per a la replicació viral, per la qual cosa n'hi ha prou eliminar-lo del genoma per obtenir virus defectius. En els vectors actualment en ús s'han delecionat tots els gens immediats primerencs, pel que són totalment apatogénicos.
Una altra característica important d'aquests virus és que quan no es repliquen entren en un període de latència en què es transcriuen únicament uns transcrits associats a latència (lats), encara que no s'expressin els gens immediats primerencs. Per tant, incloent la unitat transcripcional a la regió de latència es poden obtenir virus defectius que expressen de forma persistent un gen terapèutic. A més, es tracta de vectors de gran capacitat perquè permeten acomodar fins a 50 kb de DNA exogen.
Avantatge (^) Gran capacitat clònica (150 Kb)
Neurotròpics (Tractament malalties neurològiques) No integratius
Limitacions Efectes tòxics sobre les cèl·lules nervioses
Resposta immunitària important
Què intenten aquests vectors?
Limitacions:
La principal limitació d'aquest tipus de vectors és que, en l'actualitat, la seva eficàcia in vivo és molt menor que la dels vectors virals. Això es deu a la inestabilitat pròpia de sistemes sintètics complexos i a les diferents barreres que han de superar. D’aquesta manera cal protegir el DNA per evitar la seva degradació per acció de les endonucleases o diferents cèl·lules que el puguin degradar
Per això cal:
Exemples d’utilització:
Tipus generals d’estratègies :
segellen després d'un curt període de temps, durant el qual els compostos extracel·lulars tenen l'oportunitat d'entrar a la cèl·lula.
Així doncs aquest procés augmenta la permeabilitat de la membrana plasmàtica facilitant i augmentant la transferencia del transgen.
Mètode que consisteix en la transferència gènica en la qual l'àcid nucleic terapèutic s'adsorbeix sobre la superfície d'una boles microscòpiques d'or o un altre metall inert. Aquestes després, són disparades a pressió (un corrent d’heli) sobre l'òrgan diana.
És una via d'administració utilitzada en la pell (per immunització gènica) o en cèl·lules vegetals. En ocasions, també, sobre altres òrgans, però les boles no tenen un gran poder de penetració (rarament superior a uns pocs mil·límetres).
Mètode que consisteix en aplicar energia en forma de so que agita les partícules de la mostra.
L’aplicació d’aquesta tècnica en teixits biològics produeix la formació de bombolles que destabilitza la membrana plasmàtica. Però s’ha de controlar ja que pot provocar la destrucció de les cèl·lules.
Un liposoma és una vesícula esfèrica amb una bicapa lipídica composta per fosfolípids i colesterol. Per definició, els liposomes contenen un nucli de solució aquosa; els lípids esfèrics que contenen material no aquós es denominen micel·les.
Avantatges Força eficient (depen del tx diana)
Tècnica senzilla de síntesi
↑potencial de direccionalita Inconvenients Transfecció transitoria
Lipoplex: DNA es complexa amb lipids cationics ( com citofectines)
Complexes policationics: ADN (q - ) + Polímers catiònics (q +) Polications: Lípids, Liposomes, Pèptids, Fosfat càlcic, Dendrímers, Dendrons Nanopartícules,…
Sobre l'estructura bàsica d'un lipoplex o poliplex poden afegir un altre tipus de molècules que actuïn com estabilitzadors, lligands per a receptors específics, molècules desestabilitzadores de l'endosoma, senyals de localització nuclear. Per exemple, s'ha utilitzat poli-etilen-glicol per augmentar l'estabilitat de lipoplexos en el torrent sanguini i evitar la inactivació pel sèrum. Així mateix, ha estat molt utilitzada la unió de poli-lisina a transferrina o orosomucoide, per aconseguir unió específica a receptors hepàtics.
Alternativa que s’utilitza per exemple pel tractament de l’Alzheimer.
Gris : capa protectora de polimer biodegradable que encapsula el DNA i protegeix del sistema immunitari.
Vermell : carga útil envolcall del DNA
Blau : molecules que dirigeixen a les celules dianes ( receptor- lligand)
El problema és que l’administració oral té una absorció molt baixa, ja que a l’estómac hi ha un pH molt baix i es desnaturalitzen les proteïnes i a l’intestí hi ha proteases que les degraden. És per això que aquestes vies s’utilitzen per a tractaments del propi tracte gastrointestinal.
Difernets tipus:
Per la via pulmonar ( per inhalació) hi ha una bona absorció, ja que és una zona molt irrigada (té molts capil·lars). Com més grossa és la molècula, més fàcil s’absorbeix.
El nas (via nasal) també està molt irrigat però hi ha la mucosa que impedeix l’efecte d’aquest.
Finalment, la via tòpica. La pell no deixa passar proteïnes i arriba al torrent sanguini en molt poca concentració. Es sol utilitzar per a malalties de la pell.
Injecció intravitria.
Els complexos entre l'àcid nucleic i els altres components d'aquests sistemes han de ser estables després de la seva administració, i no desintegrar abans d'arribar a les cèl·lules. D'altra banda, la biodistribució d'aquests preparats fa que la concentració efectiva en les cèl·lules diana sigui baixa , per la qual cosa és important que portin en la seva superfície algun tipus de lligant per a receptors específics de les cèl·lules a les que ho volem enviar.
Habitualment, aquests complexos entren en les cèl·lules per endocitosi , de manera que queden exposats a l'atac dels enzims lisosomals. Per evitar això, s'intenta incloure en aquests vectors algun tipus de molècula que alteri el pH de l'endosoma i aconsegueixi trencar abans de la seva fusió amb els lisosomes i alliberar així el complex intacte al citoplasma. Aquestes molècules solen ser pèptids o proteïnes virals que compleixen aquesta mateixa funció en alguns tipus de virus. Un cop al citoplasma, aquests complexos han de ser prou estables com per arribar fins al nucli, ja que si l'àcid nucleic s'allibera molt aviat serà degradat per nucleases citoplasmàtiques. Però si són massa estables, l'àcid nucleic no aconseguirà alliberar-se i per tant no podrà entrar al nucli de la cèl·lula. Aquest compromís entre protecció i alliberament és potser un dels reptes més importants que han de superar els vectors no virals per augmentar la seva eficàcia actual.
En certa mesura, la inclusió en aquests complexos d'alguna molècula capaç de dirigir-los al nucli cel·lular serviria per accelerar la seva trànsit citoplasmàtic. Per tant, un altre component habitual en els vectors no virals són les molècules amb senyals de localització nuclear que a més permetin l'entrada de l'àcid nucleic a través del complex del porus nuclear, ja que altrament només seran capaços de ser efectius en cèl·lules que estiguin en mitosi.
Barreres de weismann : si es tracten gametes la información será hederitaria controversia!!
Tècniques : limitacions que recauen en les tecniques emprades.
Socials : ètiques i legals
Primàries :Pell, epitelis, microbiota natural, pH, secrecions,...(1a DEFENSA)
Secundàries Sistema immunitari (2ª DEFENSA, Inespecífica / Específica)
Específiques de teixit
ex: Tx Nerviós: BHE (BBB “Blood Brain Barrier”): La barrera hematoencefàlica és un sistema cel·lular especialitzat present al cervell de tots els tetràpodes (vertebrats terrestres), que separa la sang sistèmica circulant del fluid extracel·lular cerebral en el sistema nerviós central (SNC). Serveix per mantenir l'homeòstasi del cervell, gràcies a la seva permeabilitat, altament selectiva, que permet el pas dels nutrientsnecessaris i l’expulsió dels residus.
Membrana plasmàtica es poden utilitzar diversos mètodes per sobrepassar-les
Embolcall nuclear