Genes “Misión Imposible”: corrigen las células defectuosas y se autodestruyen

(17/02/15) – Bioingenieros de la Universidad de Texas en Dallas han creado un novedoso sistema de suministro génico que transporta un gen hacia una célula, pero solo para una estancia temporal, proporcionando una nueva estrategia potencial en la terapia génica para tratar la enfermedad.

“El enfoque ofrece distintas ventajas sobre otros tipos de terapias génicas que se encuentran en la actualidad bajo investigación”, dijo Richard Taplin Moore, estudiante del doctorado en Bioingeniería de la Universidad de Texas, Dallas. Él es el autor principal del estudio que describe la nueva técnica, publicado en la edición del 30 de enero de la revista científica Nucleic Acids Research.

“En otros enfoques de terapias génicas, los mensajes genéticos terapéuticos entregados pueden persistir mucho tiempo en el paciente, potencialmente durante la vida entera”, explicó Moore. “Esta irrevocabilidad es una razón por la que las terapias génicas son tan difíciles de ser aprobadas”, agregó.

El estudio de la Universidad de Texas describe mediante pruebas experimentales que un gen transporta las instrucciones para realizar una proteína en particular y se le ordena autodestruirse una vez que la célula “leyó” las instrucciones y elaboró una determinada cantidad de la proteína. En sus estudios con células aisladas de riñón humano, el equipo investigador con éxito entregó -y luego destruyó- un gen de prueba que realiza una proteína fluorescente roja.

Más investigación es necesaria para determinar cómo y cuán bien este sistema podría funcionar en seres vivos; pero Moore dijo que el objetivo último es afianzar el método de entregar genes que produzcan fármacos o proteínas terapéuticas. La naturaleza del sistema de entrega de genes ofrece mayor control sobre la cantidad de proteína producida por el gen en células o tejidos. Debido a que no altera permanentemente la célula, el método también elude los problemas de salud potenciales que pueden ocurrir si un gen se entrega al lugar equivocado en el genoma de una célula.

“Nuestro objetivo fue crear un sistema de entrega de genes terapéuticos que pudiesen autodestruirse, procurando un mayor control sobre el ADN entregado, porque de esta forma se limita el tiempo en que este reside en las células”, dijo Moore.

Situados en el núcleo de cada célula humana, los genes están hechos de ADN y contienen instrucciones para hacer proteínas. La maquinaria dentro de cada célula “lee” las instrucciones y construye las proteínas, las cuales llevan a cabo diversas funciones necesarias para sostener la vida. Genes defectuosos o mutados pueden dar lugar a proteínas que funcionan mal o que faltan, lo que lleva a la enfermedad.

La terapia génica pretende sustituir genes defectuosos con versiones saludables. Típicamente, los buenos genes están empaquetados con un mecanismo de entrega llamado vector, que transporta el material genético dentro de las células. Con los métodos tradicionales, una vez en la célula, el gen se integra de forma permanente en el ADN de la célula.

Aunque prometedor, este tipo de terapia génica también tiene riesgos. Si se inserta un gen terapéutico en el lugar equivocado en el ADN de la célula, como por ejemplo demasiado cerca de un gen relacionado con el cáncer, el proceso podría activar genes causantes de enfermedades adicionales, resultando en problemas de salud de por vida para el paciente. Aunque muchos ensayos clínicos de terapia génica están en marcha en la actualidad en todo el mundo, hasta la fecha, la Food and Drug Administration (FDA) no ha aprobado la venta de ningún producto de terapia génica en humanos en los EE.UU.

Los investigadores de la Universidad de Texas en Dallas abordaron el problema desde el principio, utilizando la biología sintética. Ellos combinaron genes de una vaca, una anémona de mar, bacterias y un virus que infecta a insectos, y dispusieron los genes en un vector de suministro. Cada gen tiene una función específica en su organismo nativo, pero la nueva configuración permite que estas funciones puedan someterse a nuevos usos

Por ejemplo, uno de los genes bacterianos del vector contiene las instrucciones para realizar una proteína llamada Cas9, que puede moler y destruir otros genes. En las bacterias, Cas9 ayuda a pelear contra organismos invasores; pero en el vector sintético, fue instruida para servir al mecanismo de autodestrucción que este contiene.

“Cuando empezamos, primero, nos hemos referido a este proyecto como Misión Imposible, tanto para reflejar la dificultad inicial de lograr nuestro objetivo, como para reflejar el mismo destino de los mensajes de la serie de televisión y de la película de la franquicia Impossible Mission, en la que las instrucciones a un equipo de agentes secretos se autodestruían con prontitud después de haberse leído o escuchado”, dijo el Dr. Leonidas Bleris, profesor asistente de bioingeniería en la Universidad de Texas, Dallas, y otro autor principal del estudio.

“En nuestros experimentos, la maquinaria celular “lee” las instrucciones en el vector, y de esto hace proteína fluorescente, así como la proteína que destruye al vector mismo”, añadió.

Bleris dijo que la técnica no solo se muestra prometedora para la entrega de genes que producen proteínas terapéuticas, sino también para la protección de la propiedad intelectual.

“Con este método, las compañías farmacéuticas podrían ser capaces de entregar un vector terapéutico y luego cortarlo en pedazos. Posteriormente, no puede recuperarse por otra persona que quiera hacer ingeniería inversa”, dijo Bleris.

Moore atribuye el éxito del proyecto a un grupo de estudiantes de la Universidad de Texas en Dallas que cumplieron un papel clave: Alec Spinhirne, Michael Lai y Samantha Preisser son coautores del estudio. El resto de los coautores son el Dr. Yi Li, investigador posdoctoral, y el asistente de investigación Taek Kang.

“Me gusta trabajar en el laboratorio con estudiantes de posgrado que son mucho más inteligentes que yo”, dijo Moore. “Ellos ayudaron con las simulaciones en computadora y los modelos matemáticos, y con la clonación y el análisis de datos. Ellos están muy motivados, y sus actitudes positivas son contagiosas”, concluyó.

 

 

 

Artículo original en inglés: http://www.eurekalert.org/pub_releases/2015-02/uota-sby021715.php

 

Versión en español: Ana Varco para AMANDOS

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