TERAPIA GENICA Y CELULAS MADRES

Una clula madre es una clula que tiene capacidad de autorrenovarse mediante divisiones mitticas o bien de continuar la va de diferenciacin para la que est programada y, por lo tanto, producir clulas de uno o ms tejidos maduros, funcionales y plenamente diferenciados en funcin de su grado de multipotencialidad

puede crecer y formar un organismo completo, tanto los componentes embrionarios (como por ejemplo, las tres capas embrionarias, el linaje germinal y los tejidos que darn lugar al saco vitelino), como los extraembrionarios (como la placenta). Es decir, pueden formar todo los tipos celulares. no puede formar un organismo completo, pero puede formar cualquier otro tipo de clula proveniente de los tres linajes embrionarios (endodermo, ectodermo y mesodermo), as como el germinal y el saco vitelino. Pueden, por tanto, formar linajes celulares.

Son aquellas que slo pueden generar clulas de su propia capa o linaje embrionario de origen (por ejemplo: una clula madre mesenquimal de mdula sea, al tener naturaleza mesodrmica, dar origen a clulas de esa capa como miocitos, adipocitos u osteocitos, entre otras).Pueden formar nicamente un tipo de clula particular.

Clulas totipotentes

Clulas pluripotentes

EN LA ACTUALIDADSe rechaza la creacin de embriones humanos con otro fin que no sea el reproductivo

En investigacin se utilizarn nicamente embriones sobrantes de clnicas FIV

Se regula la cantidad de vulos a implantar en estas clnicas FIV con la finalidad de evitar, en lo posible, futuros embriones sobrantes.

APLICACIONES CLNICAS DE LAS CLULAS MADRETerapia celular:

Clonacin teraputica:

Clonacin-transgenizacin:

FUNCIN DE LAS CLULASES:Clulas pluripotenciales procedentes de la Masa Celular Interna de la blstula. Formar el embrin

Capacidad de diferenciarse a prcticamente cualquier tipo de tejido

No pueden dar lugar, por s solas, a un recin nacido. Se necesitan los tejidos extraembrinicos para el proceso de gestacin

En la prctica, se obtienen de embriones sobrantes de clnicas de FIV y con ms de 5 aos de congelacin

Funcin de las clulasAS:Presentes en muchos tejidos adultos

Implicadas en regeneracin de tejido daado

Tienen gran plasticidad (capacidad de producir tejidos de distinto linaje), pero

No son pluripotentes, sino MULTIPOTENTES

JAL-CBMSO-UAM-CSICOTROS TIPOS DE CLULAS MADREClulas madre fetales, menos pluripotentes que las clulas ES

Clulas de cordn umbilical, tras el nacimiento

Clulas germinales embrionarias, procedentes de la lnea de produccin de espermatozoides y vulos

JAL-CBMSO-UAM-CSICOBTENCIN DE CLULAS MADREHacia la semana del desarrollo embrionario se forma la blstula, de cuya MCI se pueden obtener las clulas ES

Una clula ES es capaz de originar ms de 200 tipos celulares diferentes

ALGUNOS DE LOS TEJIDOS OBTENIDOS A PARTIR DE CLULAS ES:Endotelial y hematopoytico: Se seleccionan por la presencia del receptor 2 del factor de crecimiento vascular-endotelial.

Osteoclastos

Adipocitos

Muscular: Los ES obtenidos con el mtodo de gota colgante se pasa a cultivo con una base de tejido gelatinoso.

Neuronal: Mediante un medio denominado medio basal para clulas madre neuroepiteliales.

Epidrmico: Se busca la Queratina como marcador.

ALGUNOS DE LOS TEJIDOS OBTENIDOS A PARTIR DE CLULAS FETALES:Alternativa a las clulas embrionarias. Se obtiene de fetos abortados de forma natural.

Son clulas con menos potencialidad que las ES, pero estn dando resultados muy esperanzadores

En algunos casos se utiliza un oncogn (v-myc) para inmortalizarlas en cultivo.

Pueden derivarse hacia fibroblastos, clulas neuronales, epiteliales o musculares

JAL-CBMSO-UAM-CSICALGUNOS DE LOS TEJIDOS OBTENIDOS A PARTIR DE OTRAS CLULAS MADRE:Del cordn umbilical se pueden obtener clulas hematopoyticas que se pueden utilizar para trasplantes autlogos

Clulas AS mantienen la viabilidad de los tejidos sometidos a un esfuerzo constante (piel, sangre). Estas clulas pueden diferenciarse hacia tejido seo, cardaco, neuronal

Dentro de las clulas AS, las denominadas HS son las ms prometedoras

DIFERENCIACIN DE CLULAS HS

LAS CLULAS AS SON EL GRAN PRESENTE. NO GENERAN NINGN RECELO TICO-LEGAL Y ESTN PROPORCIONANDO GRANDES LOGROS.SIN EMBARGO TIENEN MENOS POTENCIAL QUE LAS ES Y, ADEMS

SUS APLICACIONES

TERAPIAS BASADAS EN CLULAS MADRESe pretende conseguir:Proliferacin extensa de las clulas elegidasDirigirlas hacia el tejido necesitadoInsercin en el tejido daadoSupervivencia del insertoIntegracin con el tejido circundanteConseguir el correcto funcionamientoImpedir dao en el tejido receptorImpedir la transformacin celular

TERAPIAS CELULARES CON CLULAS ES

Diferenciacin a clulas betapancreticas productoras de insulina e implantacin en ratones adultos.

Diferenciacin hacia lneas neuronales productoras de dopamina o serotonina, o para reparar lesiones medulares en modelos animales.

Diferenciacin hacia lneas epiteliales y creacin de piel

Produccin de clulas ciliadas del odo interno

TERAPIAS BASADAS EN CLULAS DISTINTAS A LAS ESDiferenciacin de clulas HS a tejido cardaco en humanos. Varias intervenciones realizadas en Espaa

Clulas madre de mdula sea, tanto HS, mesenquimales, as como del bulbo olfatorio estn siendo investigadas para terapias

Clulas madre obtenidas en un diente de leche capaz de diferenciarse a tejido neuronal, seo o dental (Dr. S. Shi. EEUU)

Con trozos de coral como estructura base, se intenta obtener tejidos tridimensionales

TERAPIAS BASADAS EN CLULAS DISTINTAS A LAS ESAS del mesencfalo capaces de producir dopamina para tratar ratas parkinsonianas

AS de pncreas y generacin de islotes de Langerhans productoras de insulina

HS diferenciadas a clulas epiteliales de intestinos, piel o pulmn (ratn)

AS neuronales han curado ratones con Esclerosis Mltiple

Y ADEMSEstudios recientes revelan que algunas clulas madre podran curar por fusin celular en vez de por diferenciacin propia (Manuel lvarez Dolado y cols. 2003. Nature)

Varios grupos han publicado recientemente la obtencin de vulos y espermatozoides a partir de clulas madre embrionarias Problemas de infertilidad masculina podran tener solucin entre otras ventajas

CONCLUSIONES

Las clulas madre pueden diferenciarse a distintos linajes celulares

ES tienen ms potencialidad o plasticidad

Todava queda mucho por controlar

Posible tumoracin de implantes con clulas madre

LA TERAPIA GNICA

DEFINICIONLa Terapia Gnica se define como una tcnica teraputica mediante la cual se inserta un gen funcional en las clulas de un paciente humano para corregir un defecto gentico o para dotar a las clulas de una nueva funcin.

INTRODUCCIN DEL TRANSGNTransgn:TRANSGEN:Podramos definirlo como un conjunto de uno o ms genes y secuencias reguladoras que controlan la expresin de ste. Este transgn es el que tiene la funcin teraputica, y es el que da la terapia gnica.Sistemas Qumicos:Transferencia con fosfato de calcioSe empez a usar esta tcnica en los aos 60, pero fue en los 70 cuando se empez a desarrollar suficientemente para tener buenas eficacias de transfeccin. Se basa en la precipitacin del DNA exgeno y los iones de calcio, provocando que la clula, mediante endocitosis, introduzca el DNA en su interior. De calcio, provocando que la clula, mediante endocitosis, introduzca el DNA en su interior.

Sistemas Fsicos:MicroinyeccinConsiste en colocar el DNA mediante una inyeccin en el ncleo de las clulas. Al introducirlo directamente all, evitamos la degradacin citoplasmtica y lisosomal. Se realiza mediante un micromanipulador, microscopio invertido que permite la visualizacin.ElectroporacinSe introduce la construccin gnica mediante un choque elctrico a las clulas que provoca la formacin de poros en sus membranas , por donde entra el transgn. Est especialmente indicado para clulas con una alta tasa de proliferacin. Sin embargo, muchas clulas mueren al no soportar el choque elctrico por lo que muchas veces no es la forma ms indicada en algunos tipos celulares.DNA desnudoConsiste en la introduccin del DNA en una solucin salina o srica, normalmente mediante inyeccin intramuscular, para conseguir la expresin del transgn.

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VECTORES GNICOSVectores No Virales:LiposomasEn 1965 se descubri que los liposomas (bolsas rodeadas de una membrana lipdica a semejanza de una clula eucariota animal) eran capaces de hacer entrar DNA en la clula, pero hasta 1980 no se consigui una eficacia de transfeccin adecuada. Existen dos tipos de liposomas: liposomas catinicos y liposomas aninicos.Liposomas catinicosSe encuentran cargados positivamente por lo que interaccionan con la carga negativa del DNA. Existen muchos lpidos que se usan para formar estos liposomas e incluso se estn probando mezclas de estos. Son recomendables en transfecciones "in vitro".

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Biolstica o Gene-gunConsiste en el bombardeo de los tejidos con partculas de oro o tungsteno que llevan adheridas a ellas el DNA. El bombardeo se realiza mediante una descarga con helio como si fuera una pistola (de all el nombre de la tcnica).

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VECTORES GNICOSVectores Virales:RetrovirusSon virus ARN que tienen capacidad para integrar genes teraputicos relativamente grandes (un mximo de 8 Kb). Necesitan de clulas empaquetadoras para su obtencin. Se transfiere el DNA del virus mediante la tcnica del fosfato de calcio a las clulas empaquetadoras. Posteriormente se realiza una segunda transduccin en la cual introducimos la construccin gnica de inters.AdenovirusSon una familia de virus ADN que causan infecciones en el tracto respiratorio humano. Se pueden llegar a insertar en ellos hasta 7.5 Kb. de DNA exgeno. Normalmente en terapia gnica se utiliza el serotipo 5, aunque existen hasta 42 serotipos diferentes que infectan a humanos.

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Virus adenoasociados (VAA)Son parvovirus, contienen DNA como material gentico, y requieren la coinfeccin con un adenovirus para multiplicarse. Son vectores que combinan las ventajas de los retrovirales y los adenovirales. Su capacidad de integrar DNA exgeno es pequea, slo de 5 Kb.HerpesvirusSon virus DNA cuyas clulas diana son las neuronas. Su complejidad y lo poco que todava conocemos de esta familia de virus dificulta su utilizacin.

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*TIPOS DE TERAPIA GNICATerapia Gnica de Clulas Germinales, la cual implica la transfeccin de un embrin, es decir, la inyeccin de genes en cigotos. La insercin de estos genes en el genoma del cigoto provocar un cambio gentico en el embrin, el cual ser transmitido a las generaciones futuras. Este tipo de terapia gnica no ha sido aplicada en seres humanos por cuestiones ticas.

*TIPOS DE TERAPIA GNICATerapia Gnica de Clulas Somticas, que busca introducir los genes a las clulas somticas, y as eliminar las consecuencias clnicas de una enfermedad gentica heredada o adquirida. Las generaciones futuras no son afectadas porque el gen insertado no pasa a ellas. Esta tcnica se ha utilizado para el tratamiento de cnceres o enfermedades sanguneas, hepticas o pulmonares.

*TIPOS DE TERAPIA GNICA En estos casos se puede diferenciar 2 tcnicas de introduccin de genes: Terapia gnica in vivo: agrupa la tcnicas en las que el material gentico se introduce directamente en las clulas del organismo, sin que se produzca su extraccin ni manipulacin in vitro. Los genes teraputicos se hace llegar en vectores adecuados a las clulas defectuosas a corregir a travs del torrente circulatorio (por ejemplo, por inyeccin intravenosa). La gran ventaja de las tcnicas in vivo sobre la terapia gnica in vitro es su mayor sencillez.

*TCNICA EN VIVO

METODOS DE LA TERAPIA IN VIVO:Mtodos No Virales:InespecficosDNA desnudo.Complejo DNA-liposomas.EspecficosMediados por receptor.Complejos DNA-protena.Inmunoliposomas/liposomas destinados.Mtodos Virales:Retrovirus.Adenovirus.Virus adeno-asociados.Herpes virus.

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*TIPOS DE TERAPIA GNICATerapia gnica ex vivo: comprende todos aquellos protocolos en los que las clulas a tratar son extradas del paciente, aisladas, crecidas en cultivo y sometidas al proceso de trans- ferencia in vitro. Una vez que se han seleccionado las clulas que han sido efectivamente transducidas, se expanden en cultivo y se introducen de nuevo en el paciente. Esta tcnica se utiliza para tratar, por ejemplo, el sndrome de inmunodeficiencia combinada severa producida por deficiencia de la adenosina desaminasa, ADA, en los llamados nios burbuja)

*TCNICA EN VIVO

MTODOS DE LA TERAPIA EX VIVOMtodos No Virales:Qumicos: Fosfato clcico.Fsicos:Electroporacin,Microinyeccin,Bombardeo de partculas.Fusin: Complejos ADN-liposomas.Endocitosis mediada por receptor: Complejos ADN-protena, Complejos ADN-cpsida/ envoltura viral , Inmunoliposomas/liposomas destinados.Mtodos Virales:Adenovirus.Retrovirus.Virus adeno-asociados.Herpes virus.

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*COMPARACIN

*UNA TERAPIA MUY PROMETEDORAExisten muchas esperanzas depositadas en la terapia gnica para la lucha contra un buen nmero de enfermedades genticas, sin embargo su desarrollo todava es pobre y sus logros, escasos, as que de momento esta terapia curativa no puede considerarse un remedio definitivo contra todas estas enfermedades.

*LIMITACIONES TICAS DE LA TERAPIA GNICA

Las limitaciones ticas de la TG estn relacionadas en gran parte con el desarrollo de la terapia de clulas germinales, la cual ha originado grandes controversias, ya que al transmitirse los cambios efectuados en ellas a las siguientes generaciones se afecta el patrimonio gentico de la especie humana, y un error de juicio y/o tecnolgico 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).

*PRIMER CASOEl 14 de septiembre de 1990, investigadores de los institutos nacionales de salud de los E.E.U.U. realizaron el primer procedimiento aprobado de terapia gnica en un paciente de cuatro aos, Ashanthi DeSilva, el cual presentaba una enfermedad gentica rara denominada inmunodeficiencia combinada severa (SCID), caracterizada por la ausencia de un sistema inmune competente, por lo que era vulnerable a cualquier infeccin, de tal manera que cualquier enfermedad comn en la vida infantil sera peligrosa para su supervivencia. Ashanthi tena que estar aislado, ya que deba evitar todo contacto con personas ajenas a su familia, mantener un ambiente estril de su hogar, y combatir las infecciones con gran cantidad de antibiticos.

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