Utilización de virus en ingeniería genética

         La terapia genética

 Es la técnica que permite la localización exacta los posibles genes defectuosos de los                                        cromosomas y su sustitución por otros correctos, con el fin de curar las llamadas «enfermedades genéticas», entre las que se encuentran muchos tipos de cáncer.

       El desarrollo de la terapia genética se ha apoyado en los avances científicos experimentados por determinadas ramas de la biología, como la genética, la biología molecular, la virología o la bioquímica. El resultado es una técnica que permite la curación de casi cualquier patología de carácter genético.

        Los inicios de la terapia génica

Los primeros trabajos en terapia génica se realizaron con ratones, mediante técnica del ADN recombinante, que consiste en introducir el ADN extraño en los embriones, de forma que dicho ADN se expresa luego completamente, a medida que desarrolla el organismo. El material genético introducido se denomina transgén; los individuos a los que se les aplica esta técnica reciben el nombre de transgénicos. Con la introducción de estos transgenes se puede lograr la identificación de zonas concretas del material genético para llevar a cabo su clonación, con el fin de que solo se vean afectadas un tipo específico de células.

Vectores

Los vectores virales agrupan cuatro tipos de virus: retrovirus, adenovirus, virus adnoasociados y herpesvirus; existen también vectores no virales, como el bombardeo con partículas, la inyección directa de ADN, los liposomas catiónicos y la transferencia de genes mediante receptores.

Vectores virales

—¿Que son los vectores virales?los vectores virales son unos virus modificados que hacen de vehículo para introducir material genético exógeno en el núcleo de una célula. 
En terapia génica, el uso de virus como vectores requiere la eliminación de los genes que dotan al virus de su capacidad infecciosa y patógena, dejando únicamente aquellos que participan en la inserción del material genético, y su sustitución por el gen terapéutico de interés.

Ventaja de la utilización de vectores:
La Principal ventaja de su utilización en la terapia génica es que se pueden producir en grandes cantidades y transfieren de forma muy eficaz el material genético a un número elevado de células y tejidos, aunque el hospedador parece limitar la duración de la expresión del nuevo material genético. en terapia genética

Tipos de vectores virales :

·Retrovirus: se integran en células con capacidad para reproducirse

·Adenovirus: elimina una pequeña porción del material genético. Su ciclo conlleva la síntesis del ADN

·Virus adenoasociados: se integran en un único sitio en el cromosoma 19

·Herpesvirus: el material genético 

del virus se replica y se hereda en 

la nueva generación. 

Vectores no virales

                         Los vectores no virales engloban aquellas técnicas de transducción donde el material genético es introducido utilizando tanto métodos químicos como físicos.

 Vectores no virales en transferencia genética

                    Garantizan la expresión del gen exógeno (transgén) de manera específica,   eficiente y por un largo tiempo. Su fabricación es más sencilla, rápida e inocua, que la de los vectores virales.                                                                                                             Los vectores para transferencia génica no virales (fusogénico y cariofílico) se aplican en una sola dosis, directamente en el tejido cerebral, en el caso de la terapia regenerativa o por vía intravenosa, en el caso de la terapia antitumoral. Los productos generados por la expresión genética transferida en animales vivos, pueden ser detectados meses después de realizada la transferencia. 

           Tipos de vectores no virales

  ·Bombardeo: la porción del ADN es recubierto por    gotas de oro, que son disparadas hacia el tejido.
        ·Inyección de ADN: procedimiento de vacunación.
        ·Liposomas catiónicos: mezclan 1 lípido de carga positiva con moléculas de ADN con carga     negativa
        ·Transferencia de genes mediante receptores.

Experimentos en animales

Los experimentos con animales conforman una parte fundamental en el estudio de cualquiera de las aplicaciones de terapia génica; sus dos objetivos principales son el análisis de la seguridad del sistema de vectores y el estudio de la eficacia de la transferencia de genes. El efecto de la dosis y su duración es comprobado en varias especies, incluyendo primates y otros animales que sean hospedadores para el virus salvaje (por ejemplo, las ratas del algodón se usan para el estudio de adenovirus). 

Se analiza la difusión de secuencias vitales, especialmente a las gónadas, y cualquier efecto adverso, como la inflamación tras la administración del vector. El propósito de estos ensayos no es mostrar que el vector no produce efectos adversos —cualquier clase de droga tiene esa capacidad en determinada dosis—, sino precisar el tipo de suceso adverso que podría esperarse si los humanos estuvieran expuestos al vector, y fijar las posibles dosis que pueden acarrear estos sucesos. Para una enfermedad genética, un ratón con un gen eliminado o un animal con el fenotipo apropiado sería válido en este tipo de estudio.

Terapia génica en seres humanos

Esta terapia está destinada al tratamiento de enfermedades infecciosas y auto inmunes, Las estrategias se basan en la eliminación de poblaciones de células infectadas con virus, como el HIV, mediante administración directa de moléculas de ácidos nucleicos o a través del desarrollo de vacunas. En la terapia contra el cáncer, se puede actuar con diferentes objetivos. Si se opera sobre las células del sistema inmunitario, se manipulan ex vivo las células efectoras antitumorales del sistema inmune.

 Estas células son modificadas genéticamente y reimplantadas con el fin de liberar dentro del tumor el producto de los genes exógenos, como las cítoquinas. Sobre las células hematopoyéticas o formadoras de sangre se actúa incorporando los llamados genes MDR, que confieren mayor resistencia a las altas aplicaciones de quimioterapia en el paciente. Si se actúa directamente sobre las células tumorales, se introducen factores genéticos que provoquen la muerte o apoptosis de las células tumorales o aumenten la respuesta del sistema inmunitario antitumoral del paciente.

Características diferenciales de los seres vivos.

Comparar una porción de materia viva con la materia inanimada nos permite distinguir claramente las características diferenciales de los seres vivos:

• Complejidad molecular.Aunque los seres vivos estás compuestos por átomos y moléculas, como la materia inerte, las principales sustancias responsables del desarrollo y funcionamiento de un organismo son macromoléculas, como los ácidos nucleicos y las proteínas, que no existen en la naturaleza no viva.
  
  
• Niveles de organización. La materia viva presenta una organización jerárquica que, en orden de complejidad creciente, incluye: macromoléculas, células, organismos, poblaciones y comunidades. Cada nivel está integrado por todos los elementos correspondientes al nivel inferior; sin embargo, las propiedades de cada uno no son simplemente la suma de las propiedades de cada uno no son simplemente la suma de las propiedades de sus componentes sino que surgen nuevas propiedades de la interacción entre esos componentes. Esta característica recibe el nombre de emergencia, y las nuevas propiedades, propiedades emergentes.
  
  
• Automantenimiento. Los seres vivos intercambian materia y energía con el medio que les rodea. Se denomina metabolismo al conjunto de procesos químicos mediante los que el organismo utiliza la materia y la energía incorporadas para construir sus propios componentes y realizar sus procesos vitales. Los desechos producidos en el metabolismo son expulsados al exterior.
  
  
• Reproducción. Los seres vivos no surgen de forma espontánea; solo pueden proceder de otros seres vivos mediante la reproducción. La materia viva tiene la capacidad de reproducirse, de originar copias de sí misma, y esta capacidad se pone de manifiesto en todos los niveles de organización: las células se dividen para dar lugar a nuevas células y los organismos se reproducen, sexual o asexualmente, para dar lugar a nuevos organismos.
  El proceso reproductor suele implicar un aumento de número y lleva asociados dos fenómenos aparentemente cotradictorios: la herencia, que mantiene las características de una generación a la siguiente, y la variación o aparición de diferencias en los descendientes. La interacción entre estos dos fenómenos en la base de la evolución biológica.
  
• Ciclo vital. Los seres vivos atraviesan diferentes etapas a lo largo de su vida. En los organismos de reproducción sexual, a la formación del cigoto o célula huevo, siguen diferentes fases larvarias o embrionarias que conducen al estado adulto. Incluso los organismos unicelulares más simples experimentan durante su desarrollo un aumento de tamaño y replican sus estructuras antes de dividirse de nuevo.
  
  
• Sensibilidad.Todos los organismos son capaces de detectar y reaccionar ante cambios que se producen en su entorno, es decir, elaboran respuestas ante los estímulos ambientales. En los organismos unicelulares la respuesta a estos estímulos es muy simple: por ejemplo, moverse hacia sustancias que les sirven de alimento. En los animales, la respuesta puede llegar a ser muy compleja, como las migraciones de algunas aves y mamíferos o el cuidado de las crías. Esta posibilidad de respuesta proporciona a los organismos la capacidad de autorregulación.
  Las características anteriores permiten distinguir claramente la materia viva de la materia inanimada: un ser vivo es capaz de mantener y perpetuar su composicion, a pesar de los cambios ambientales, y es capaz de reproducirse. No existe nungún ser vivo que no cumpla estas condiciones.
  Hoy sabemos que las funciones de cualquier ser vivo están controladas, al menos en parte, por programas genéticos.
  La información acumulada en estos programas es el resultado de los 3800 millones de años de evolución transcurridos desde el origen de la vida hasta nuestros días