terapia genica

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Terapia gênica 
TRATAMENTO DE DOENÇAS 
GENÉTICAS 
 Na maioria das vezes o tratamento das doenças 
genéticas é somente paliativo 
 
 
amenizando os sintomas ao invés de 
agir na causa primária: o gene 
 
Terapia Gênica 
Transferência de material genético 
para células-alvo, com o objetivo de 
suprir os produtos de um gene 
estruturalmente anormal no genoma 
do paciente: 
- adição do gene normal 
- correção do gene 
- silenciamento do gene defeituoso 
Transdução: vírus 
Transfecção: demais métodos 
TERAPIA GÊNICA DE CÉLULAS 
SOMÁTICAS 
• Terapia ex vivo (in vitro): as células do paciente são 
retiradas e manipuladas fora do corpo 
 Terapia in vivo (in situ): as células são tratadas 
dentro do corpo 
 
http://www.smartplanet.es/articulos.php?pageNum_ctapag=6&totalRows_ctapag=11&id=9-4-3 
TERAPIA GÊNICA IN VIVO 
TERAPIA GÊNICA EX VIVO 
PROCEDIMENTO BÁSICO PARA TERAPIA GÊNICA 
 Doença 
apropriada 
Células 
alvo 
Estratégia de 
transferência: 
ex vivo ou in vivo 
Vetor 
CÉLULAS ALVO 
Características: acessíveis, tempo de vida longo no corpo, alta 
taxa de proliferação 
 
Tipos de células alvo: 
• Células tronco (medula óssea- cordão umbilical) 
• linfócitos 
• fibroblastos de pele 
• células musculares (mioblastos) 
• células vasculares endoteliais 
• hepatócitos 
 
 
 A- Técnicas que utilizam métodos 
físicos ou químicos: baixa eficácia e 
transitório 
 microinjeção de DNA 
 eletroporação (choque elétrico) 
 biobalística (gene gun) 
 lipossomos 
Técnicas de introdução de genes 
em células de mamíferos: 
Sistemas Não-Virais: Microinjeções 
de DNA 
Microinjeção: núcleo da célula 
(terapia ex vivo ou in vivo- embrião) 
utilizada principalmente no 
desenvolvimento de vacinas de 
DNA. 
Sistemas Não-Virais: Eletroporação 
 - Pulsos elétricos curtos de alta voltagem; 
 - Permeabilização da membrana celular; 
 - Entrada na célula de diferentes tipos de moléculas, 
entre as quais os DNA. 
 Eletroporação: choque elétrico → poros 
 
Fonte: http://aragoneria.com/boreas/articulos/terapiagenica1.htm 
Sistemas Não-Virais: Microesferas – 
Biobalística ou Gene-Gun 
Bombardeio partículas de ouro/ 
tungstênio conjugada ao DNA. 
Sistemas Não-Virais: Lipossomos 
Desvantagens: 
 - Não possuem 
capacidade 
intrínseca de 
atravessar a 
membrana nuclear:1 
em 1000 plasmídeos 
atinge o núcleo; 
- Grande maioria são 
levados ao sistema 
lisossômico. 
 
Dupla camada lipídica englobando uma fração aquosa -complexo de 
DNA e lipídeos. 
Lipossomos catiônicos: padrão ouro de vetores não virais 
Fonte:http://www.ufv.br/dbg/trab2002/TERAPIAG/TRG002.htm 
Técnicas de introdução de genes 
em células de mamíferos: 
B- Técnicas que utilizam vetores biológicos: 
• Retrovírus (RNA) 
• Adenovírus (DNA) 
• Adenovírus associado-AAV (parvovírus) 
• Lentivírus (retrovírus → cels. não dividem) 
• Herpes vírus (invadir neurônios) 
• Cromossomo artificial 
 
Principais fatores considerados 
na escolha do vírus: 
• Capacidade: tamanho do segmento de material genético que 
podem conter; 
 
• Tropismo: vírus infectam determinados tipos celulares; 
 
• Capacidade de infectar células que não estão em divisão; 
 
• Vetores integradores ou não integradores: fazem integração 
do gene transferido no material genético da célula hospedeira. 
Quando o material genético não é integrado, torna-se 
epissomo extracromossômico. 
RETROVÍRUS 
• Retrovírus (vírus de RNA) são os vetores ideais 
para a transferência de genes em células 
humanas: 
• são capazes de infectar quase 100% das células-
alvo em divisão→ integra no genoma hospedeiro 
• carregam fragmentos relativamente grandes de 
DNA (8kb) 
 
 
• Desvatagem: infectam somente células em 
divisão 
INSERÇÃO RETROVIRAL 
• Ocorre inserção casual do DNA no genoma celular. 
• A inserção casual do DNA no genoma das células hospedeiras 
pode : 
• inativar um gene importante: morte celular 
• ativar um oncogene: alterar o padrão normal de controle e 
divisão celular  câncer 
• causar mutação 
 Adenovírus 
Vantagens: 
 
- DNA dupla fita; 
- Infectam grande variedade de 
tecidos; 
- Não possuem envelope, sua 
partícula é muito estável; 
- Não se integram no DNA das 
células hospedeiras; 
- Aceitam inserções de 30Kb; 
- Penetram em células que não se 
multiplicam; 
- Não ativam proto-oncogene ; 
Desvantagens 
 - Não é integrado ao genoma 
celular; 
 - Resposta imune contra o tecido 
transduzido com o vetor. 
 - Baixa taxa de entrega in vivo 
expressão transitória 
 
 
 
Vetor mais utilizado 
 em terapia gênica 
contra o câncer 
http://bio.leo.sites.uol.com.br/terapiagenica.htm 
Barreiras para Terapia Gênica - Entrega do Gene 
1- Estabilidade do vetor que carrega o gene durante transporte 
2-Penetrar o tecido e ser captado pelas células alvo 
3- Após endocitose, escapar de degradação lisossomal 
4- Transporte para o núcleo 
5- Manter atividade transcricional no núcleo 
6- Evadir a resposta imune 
 
• escolher a doença apropriada a ser tratada 
• identificar e clonar o gene e suas regiões reguladoras 
• assegurar que o gene inserido não tenha efeitos prejudiciais 
• determinar as células-alvo certas que tenham duração de vida 
adequada 
• verificar se a técnica é segura e eficiente para a introdução do 
gene nas células 
• restringir a transferência do gene às células alvo somáticas 
 
Pontos importantes para a terapia gênica 
Classes de Doenças Passíveis de 
Terapia Gênica 
• Doenças Hereditárias 
 (monogênicas - AR) 
• Neoplasias 
• Doenças infecciosas (AIDS) 
• Outras Doenças: doença arterial coronária; artrite; doença 
renal, etc 
• Mais de 1800 protocolos aprovados 
2004: China aprovou 1º terapia gênica comercial para câncer 
de cabeça e pescoço 
2011: Pensilvania (CTL019) terapia de leucemia linfoblástica 
aguda 
VÍTIMAS DE TERAPIA GÊNICA 
Mulher 36 anos - faleceu 22 dias 
após terapia 
TERAPIA GÊNICA DO CÂNCER 
Introdução de genes supressores de tumor para restaurar a 
função perdida. 
 
Ex.: inserção do gene TP53 normal em 
tumores de pulmão  
bloquear a progressão 
tumoral e apoptose 
TERAPIA GÊNICA DO CÂNCER 
• Terapia pró-droga ou gene suicida: transferência de um 
gene (HSV-tk) → tirosina quinase → que ativam pró-
drogas → tornam as células em divisão sensíveis a 
drogas selecionadas 
• Usado no tratamento do Glioma: tipo de tumor 
cerebral que afeta as células da glia que suportam e 
interagem com os neurônios; 
• Um gene suicida na presença de uma droga é ativado 
e mata as células que o contêm. 
• Ex.: câncer cerebral, cabeça e pescoço, ovário, mama, 
pulmão, cólon e pele 
 
TERAPIA PRÓ-DROGA – GENE SUICIDA 
http://www.scielo.br/pdf/ea/v24n70/a04v2470.pdf 
Vacinas gênicas 
• Processo de vacinação: 
Administração intramuscular do DNA 
Síntese de antígeno apropriado no 
interior das células do indivíduo vacinado 
 Fornecem ao organismo hospedeiro a informação 
genética necessária para a produção do antígeno 
com as características necessárias para a geração 
da resposta imune => similar à infecção natural => 
menos efeitos colaterais 
Construção da vacina gênica 
 
 
 
 
• Isolamento e clonagem do gene que codifica o 
antígeno vacinal em plasmídeo 
 
• Características do plasmídeo: 
1. Origem de replicação em bactérias 
2. Genes de seleção 
3. Sítio múltiplo de clonagem 
4. Promotor 
 
 
 
: Geralmente um promotor viral, 
que permite a transcriçãodo 
gene de interesse em células 
eucarióticas 
Construção da vacina gênica 
• Introdução do gene clonado em bactéria 
hospedeira (transformação) => produção dos 
plasmídeos em larga escala => DNA em 
quantidade suficiente para a vacinação 
propriamente dita. 
 
 
 
Vias de administração 
 
 
 
 
Construção da vacina gênica 
 
 
 
 
• Desvantagens: 
 Requer elevada quantidade de plasmídeos 
para desencadear a resposta imune; 
 Local de administração: maior dificuldade de 
penetrar no núcleo e desdencadear respostas/ 
ação de nucleases sob o DNA plasmidial; 
 Tamanho da molécula e carga negativa limitam 
sua penetração na célula alvo 
 
• Via intramuscular: 
Vantagens 
 Simples e de baixo custo 
 
 
 
 
 
Construção da vacina gênica 
Alternativas à via intramuscular (aumento da eficiencia 
do processo): 
 
 Utilização de carreadores constituídos por 
microorganismos vivos (vetores virais); 
 
 Utilização de carreadores constituídos por 
sistemas particulados. 
 
 
 
Construção da vacina gênica 
Carreadores constituídos por microorganismos vivos 
 
 Microorganismos com a capacidade de invadir células da 
superfície de mucosas 
 
 Carreadores e direcionadores do DNA plasmidial para 
célula hospedeira (direcionamento seletivo) 
 
 Virus e bactérias modificados 
 
 Risco: microorganismos originalmente patogênicos que 
sofreram alterações genéticas em suas atenuações 
=> até que ponto permaneceriam em suas formas atenuadas? 
 
 
 
Construção da vacina gênica 
Carreadores constituídos por sistemas particulados 
 
 Constituídos por sistemas de partículas microscópicas 
onde o imúgeno é incorporado no interior de partículas por 
técnicas de encapsulamento ou associado a elas por 
adsorção 
 
 Facilitam o transporte e protegem o imúgeno de 
degradação além de potencializar a resposta imune 
 
 Biobalística (gene gun), lipossomos, microsferas.