Hernández Ramírez, Anderson Javier ( ); Noguera Rosero, Byron Alexander ( ). Universidad de Nariño, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales - Biología

1.Introducción 2.Técnicas de ingeniería genética 1.Terapia génica 2.Tecnología del ADN recombinante 3.Enfermedades metabólicas 4.Enfermedad de Gaucher 1.Identificación 2.Tratamiento 5.Conclusiones 6.Referencias bibliográficas TERAPIA DE REMPLAZO ENZIMÁTICO 2

3 La terapia de remplazo enzimático (TRE) consiste en suministrarle a un paciente una proteína exógena, que en su organismo está siendo sintetizada anormalmente. Las proteína puede provenir de tejidos y fluidos humanos, pueden ser sintetizadas en bacterias, células de mamíferos o levaduras. Pichia pastoris y Hansenula polymorpha producen proteínas similares a las humanas.

IMPORTANCIA  Son catalizadores biológicos que permiten que las reacciones metabólicas ocurran a gran velocidad.  Son proteínas globulares.  Son biomoléculas especializadas en la catálisis de las reacciones químicas.  Son el grupo más variado y especializado de las proteínas. TERAPIA DE REMPLAZO ENZIMÁTICO 4

5 TranscripciónTraducción Replicación

TERAPIA DE REMPLAZO ENZIMÁTICO 6 LA INGENIERÍA GENÉTICA T iene como objetivo la manipulación in vitro del ADN, la introducción de este ADN así modificado en células vivas y la incorporación del mismo como parte del material hereditario de dichas células.

TERAPIA GÉNICA La TERAPIA GÉNICA se define como el conjunto de técnicas que permiten vehiculizar secuencias de ADN o de ARN al interior de células diana, con objeto de modular la expresión de determinadas proteínas que se encuentran alteradas, revirtiendo así el trastorno biológico que ello produce. TERAPIA DE REMPLAZO ENZIMÁTICO 7

8 TERAPIA GÉNICA En función del tipo celular diana Terapia génica de células germinales Terapia génica de células somática En función de la estrategia aplicada Terapia génica in vivo Terapia génica ex vivo

CÉLULAS GERMINALES Dirigida a modificar la dotación genética de las células implicadas en la formación de óvulos y espermatozoides. CARACTERÍSTICAS  La modificación genética es transmisible a la descendencia.  Corrige de forma definitiva las enfermedades congénitas.  No ha sido aplicada en seres humanos debido a las limitaciones en tecnología y por cuestiones éticas. CÉLULAS SOMÁTICAS Dirigida a modificar la dotación genética de células no germinales, es decir, de las células somáticas o constituyentes del organismo. CARACTERÍSTICAS  La modificación genética no puede transmitirse a la descendencia.  Solamente se llevan a cabo protocolos clínicos en este tipo de terapia génica.  No ha sido motivo de reservas éticas, con excepción de las posibles aplicaciones a la ingeniería genética de potenciación. TERAPIA DE REMPLAZO ENZIMÁTICO 9

TERAPIA GÉNICA IN VIVO Agrupa técnicas en las que el material genético se introduce directamente en las células del organismo, sin que se produzca su extracción ni manipulación in vitro.  La ventaja de las técnicas in vivo sobre la terapia génica in vitro es su mayor sencillez.  El grado de control en el proceso de transferencia es menor, la eficiencia global también es menor.  Es difícil conseguir un alto grado de especificidad tisular. TERAPIA DE REMPLAZO ENZIMÁTICO 10

TERAPIA GÉNICA EX VIVO Comprende aquellos protocolos en los que las células a tratar son extraídas del paciente, aisladas, crecidas en cultivo y sometidas al proceso de transferencia in vitro.  Permite la elección del tipo de célula a tratar, mantener un estrecho control sobre todo el proceso, y la mayor eficacia de la transducción genética.  Mayor complejidad y coste de los protocolos, así como la imposibilidad de transducir aquellos tejidos que no son susceptibles de crecer en cultivo. TERAPIA DE REMPLAZO ENZIMÁTICO 11

TERAPIA GÉNICA IN VIVOTERAPIA GÉNICA EX VIVO TERAPIA DE REMPLAZO ENZIMÁTICO 12

VECTOR DE TRANSFERENCIA Su función es transportar, proteger y transferir el gen terapéutico de forma segura y eficaz y además confiere la especificidad de alcanzar únicamente a las células diana. CARACTERÍSTICAS 1.Ser reproducible y estable. 2.Permitir la inserción de material genético. 3.Reconocer y actuar sobre células específicas. 4.Poder regular la expresión del gen terapéutico. 5.Carecer de elementos que induzcan una respuesta inmune. 6.Ser inocuo o que sus posibles efectos secundarios sean mínimos. TERAPIA DE REMPLAZO ENZIMÁTICO 13

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RETROVIRUSCARACTERÍSTICAS  Virus de ARN que posee una enzima que convierte su material genético en ADN al penetrar en una célula viva.  Introducen sus genes de forma permanente en el cromosoma de las células que invaden.  Son altamente promiscuos e inseguros, depositan sus genes en muchos tipos celulares.  Son inútiles para la inserción de genes en células que raramente se dividen.  La integración del cromosoma viral se produce en lugares cromosómicos impredecibles. TERAPIA DE REMPLAZO ENZIMÁTICO 15 Figura 1: Vector de terapia génica: Retrovirus Obtenido de:

ADENOVIRUSCARACTERÍSTICAS  Son virus no encapsulados de ADN bicentenario que infectan tanto humanos como otros animales.  Estos virus infectan células humanas con mucha facilidad.  Puede infectar células independientemente de si están en división o no.  Raramente se integran en el cromosoma de las células que invaden, aunque sí introducen sus genes en el núcleo de ésta.  Poseen una baja especificidad celular. TERAPIA DE REMPLAZO ENZIMÁTICO 16 Figura 2: Vector de terapia génica: Adenovirus Obtenido de:

VIRUS ASOCIADOS A LOS ADENOVIRUS CARACTERÍSTICAS  No producen enfermedades conocidas en el humano.  No pueden replicarse en ausencia de un virus coinfectante.  Poca capacidad de albergar grandes genes.  Pueden integrar sus genomas en el cromosoma de la célula huésped y no inducen una respuesta inmunitaria.  Poseen la capacidad de infectar neuronas. TERAPIA DE REMPLAZO ENZIMÁTICO 17 Figura 3: Vector de terapia génica: Virus adeno-asociado. Obtenido de:

LIPOSOMASCARACTERÍSTICAS  Son “perlas” de lípidos que contienen un ADN plasmídico en el que se encuentra el gen terapéutico.  Posee todas las señales de secuencia necesarias para su expresión en el destino celular de elección.  La transferencia a la célula se realiza por medio de la fusión entre los lípidos del liposoma y los de la membrana celular.  El mayor problema es la especificidad de las células diana en terapias in vivo y la baja eficacia de la transferencia. TERAPIA DE REMPLAZO ENZIMÁTICO 18 Figura 4: Vector de terapia génica: Liposomas Obtenido de:

DNA DESNUDOCARACTERÍSTICAS  Inyección directa de ADN sin ningún revestimiento lipídico o proteico en el interior de la célula.  La especificidad en protocolos in vivo sigue resultando un problema.  Ha sido utilizada con cierto éxito en la inmunización contra enfermedades o contra ciertos tipos de cáncer.  El ADN desnudo posee la cantidad mínima de ADN para evitar su degradación y pérdida durante la división celular. TERAPIA DE REMPLAZO ENZIMÁTICO 19 Figura 5: Vector de terapia génica: DNA desnudo Obtenido de:

TERAPIA DE REMPLAZO ENZIMÁTICO 20 Las limitaciones éticas de la TERAPIA GÉNICA están relacionadas en gran parte con el desarrollo de la terapia de células germinales, la cual ha originado grandes controversias, ya que al transmitirse los cambios efectuados en ellas a las siguientes generaciones se afecta el patrimonio genético de la especie humana, y un error de juicio y/o tecnológico pudiera tener muy malas e imprevisibles consecuencias. Por este motivo, este tipo de terapia ha sido totalmente proscrita por diferentes organismos internacionales (OMS, UNESCO y Consejo de Europa, entre otros).

TERAPIA DE REMPLAZO ENZIMÁTICO 21 Existen muchas esperanzas depositadas en la terapia génica para la lucha contra un buen número de enfermedades genéticas, sin embargo su desarrollo todavía es pobre y sus logros, escasos, así que de momento esta terapia curativa no puede considerarse un remedio definitivo contra todas estas enfermedades.