Terapia génica `12

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26/04/12
Terapia génica!
TERAPIA GÉNICA!
!
Administración deliberada de material genético!
en un paciente con la intención de:!
!
!• corregir un defecto genético específico o,!
!
!• dotar a las células de una nueva función
! beneficiosa para el paciente!
!
Profa. Concha Peiró!
Curso 2011-2012!
Estrategia general de la terapia génica!
MATERIAL GENETICO!
VECTOR!
CELULA DIANA!
!
- Células somáticas!
- Células germinales!
Lugar de transferencia del material genético!
!
- In vivo!
Organos!
Tumores!
!
- Ex vivo!
Células de médula ósea!
Células sanguíneas!
Fibroblastos de piel!
!
!
1
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Rutas de administración!
!
Material genético transferible (I)!
!
1. Secuencias de ADN codificadoras para proteínas (ADNc)!
(Reposición del gen dañado)!
ADNc
!
Proteína!
Traducción!
Célula diana!
Ej.: Enfermedades monogenéticas (defecto genético único):!
Inmunodeficiencia combinada severa, hemofilia, fibrosis quística.!
Material genético transferible (II)!
!
Material genético transferible (III)!
!
3. Oligonucleótidos antisentido!
(Inhibición de la traducción)!
2. Tríplices o ADN triplex!
(Inhibición de la transcripción)!
Transcripción!
Transcripción!
ADN!
ADN!
ARNm
Traducción!
Traducción!
!
Proteína
ARNm
!
Proteína
!
!
!
Ej.: Gliosis astrocítica!
(sobreexpresión de proteína gliar fibrilar ácida)!
Infecciones víricas!
Ej: reducción de la expresión de oncogenes!
2
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Material genético transferible (IV)!
!
Material genético transferible (V)!
!
4. Ribozimas!
(Destrucción de ARNm)!
ARNm patogénico!
5 !
3 !
5 !
3 !
Ribozima hammerhead !
3 !
5. siRNA (small interference RNA) !
→ destrucción de ARNm específico!
5 !
3 !
5 !
Andrew Z. Fire!
Craig C. Mello!
Rotura de ARNm!
5 !
3 !
3 !
5 !
Premio Nobel de Medicina, 2006!
Reutilización!
por el descubrimiento del ARN de interferencia y del silenciamiento génico
por ARN de doble cadena”!
Degradación del ARNm!
Ej: infecciones virales!
Vectores de transferencia!
!
Dicer → endoribonucleasa!
Formación de fragmentos de dsRNA!
!
Características del vector ideal:!
!
!
!
• Fácil producción y purificable a altas concentraciones
!
• Especificidad para la célula diana!
Formación del complejo proteico RISC!
(RNA-induced silencing complex)!
Degradación de una cadena
→ ssRNA!
• No reconocible por el sistema inmune del paciente!
• Expresión del gen en cantidades suficientes, durante!
el tiempo necesario y con una regulación adecuada!
• Inocuidad para el paciente y para el medio ambiente!
Reconocimiento y degradación
de ARN complementario!
!
Bloqueo de la síntesis de proteínas!
3
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Vectores de transferencia!
!
Vectores no virales!
!• ADN desnudo/plásmidos!
• Liposomas!
!
Vectores virales!
!• Retrovirus!
!• Lentivirus!
!• Adenovirus!
!• Virus adenoasociados!
!• Herpesvirus!
!• Otros!
!
Vector
Capacidad
kB
Célula
huésped
Duración
Desventajas
Adenovirus
<7,5
Amplio
rango
Transitorio
Inmunogenici
dad
Retrovirus
<8
Célula en
división
Estable
Riesgo de
mutación
Lentivirus
<8
Amplio
rango
Estable
Riesgo de
mutación
Herpesvirus
20-30
Neuronas
Estable
Citotoxicidad
Liposomas
>10
Amplio
rango
Transitorio
Eficacia
limitada
(pero baratos)
4
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Ensayos abiertos en España: n=10 (~ 0,9 % del total)!
cáncer!
cáncer!
Parkinson!
→neurturina!
infección viral!
cáncer!
cáncer!
infección viral!
infección viral!
cáncer!
cáncer!
http://www.wiley.co.uk/genmed/clinical/
Enfermedades diana de la terapia génica!
!
Enfermedades hereditarias!
(defecto genético único)!
!
!
Enfermedades adquiridas!
• Cáncer!
• Enfermedades infecciosas (infecciones virales)!
• Enfermedades cardiovasculares!
• Enfermedades neurodegenerativas!
• Otras enfermedades!
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Enfermedades monogenéticas!
!
-Inmunodeficiencia combinada severa
Enfermedades monogenéticas!
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Hemofilia severa A
!
!
(N Engl J Med 344: 1735-1742, 2001)
Material genético: gen del factor VIII !
+ promotor de fibronectina!
Célula diana: fibroblastos de piel!
Transferencia: ex vivo!
Vector: no vírico (plásmido)!
Vía administración: abdominal!
!
!
1er ensayo de terapia génica en humanos (1990)!
Material genético: gen adenosin deaminasa (ADA)!
Célula diana: linfocitos T!
Transferencia: ex vivo!
Vector: retrovirus!
Vía de administración: médula ósea!
Nº pacientes: 2!
!
!
Fibrosis quística
!
(Hum Gene Ther 8: 15-25, 1997)!
Material genético: gen CFTR!
Célula diana: epitelio de vías respiratorias!
Transferencia: in vivo!
Vector: adenovirus!
Vía administración: intrabronquial (aerosol)!
!
Enfermedades cardiovasculares!
!
Cáncer (I)!
Enfermedad coronaria (Hum Gene Ther 11: 263-270, 2000)
!
Material genético: VEGF!
Célula diana: endotelio arterial!
Transferencia: in vivo!
Vector: adenovirus!
Vía administración: intra-arterial!
!
- Restauración de genes supresores de tumores!
Enfermedad vascular periférica (Mol. Ther 6: 127-13, 2002).!
Material genético: VEGF!
Célula diana: endotelio arterial!
Transferencia: in vivo!
Vector: adenovirus!
Vía administración: intra-arterial!
ADNc
Proteína
!
!
p53 !
p16 !
E1A!
E1B!
BRCA-1
!!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!cáncer de pulmón, cáncer de vejiga!
!cáncer de próstata !
!cáncer de ovario!
!cáncer de cuello y cabeza!
!cáncer de mama, cáncer de ovario!
!
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Cáncer (II)!
Cáncer (IV)!
- Reducción de sobreexpresión de oncogenes!
- Incremento de inmunogenicidad tumoral!
IL-12!
HLA-B7!
!
Transcripción!
IL-12!
Traducción!
Y!
HLA-B7!
ARNm!
ADN!
c-fos/c-myc
IGF-1
!
TGFβ
!
!
!
EGFR !
K-ras!
!
!
!
!
!
Estimulación del!
sistema inmunitario!
del paciente!
Proteína!
!cáncer de mama !
!glioblastoma!
!glioma maligno!!
!cáncer de pulmón!
!carcinoma escamoso de cuello y cabeza!
Cáncer (V)!
Material genético: IL-12!
Célula diana: células tumorales!
(carcinoma colorectal, pancreático y hepatocelular)!
Transferencia: in vivo!
Vector: adenovirus!
Vía administración: intratumoral!
Nº pacientes:24!
Otras enfermedades!
- Introducción de genes suicidas ó protocolos enzima/profármaco!
HSV-tk!
citosina-deaminasa!
!
Ganciclovir!
Y!
Ganciclovir (activo)!
5-fluorocitosina!
Y!
Material genético: HSV-TK!
Célula diana: células tumorales (glioblastoma)!
Transferencia: in vivo!
Vector: retrovirus!
Vía administración: intratumoral!
Nº pacientes:9!
5-fluorouracilo!
!Enfermedad !
!
!Gen!
!
Enfermedad de Alzheimer !
!Factor de crecimiento nervioso (NGF)!
!
Enfermedad de Parkinson !
!Glutamato descarboxilasa!
!
Esclerosis lateral amiotrófica
!Factor neurotrófico ciliar (CNTF)!
!
Alteraciones óseas/fracturas
!Hormona paratiroidea!
!
Anemia de enfermedad renal
!Eritropoyetina (EPO)!
terminal !!
!
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!!
Artritis reumatoide!
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!Antagonista del receptor!
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!de interleukina-1 (ILRa)!
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!!
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Fomivirsen!
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5'-GCG TTT GCT CTT CTT CTT GCG-3'
Perspectivas de la terapia génica!
- Actualmente: experimental!
!
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•  Oligonucleótido antisentido frente al mRNA de la proteína IE2
(necesaria para producir CMV infectivos)
•  Unico fármaco basado en terapia génica aprobado por la FDA en 1998
(no comercializado en España
•  Indicación: retinitis por CMV (pacientes con VIH)
•  Administración: inyección intraocular
•  Efectos adversos:
visión borrosa
inflamación e irritación ocular
Perspectivas de la terapia génica!
- Reto: obtener vectores con alta eficiencia y seguridad!
!
- Respeto de aspectos éticos y sociales
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