La terapia génica tiene como objetivo tratar o prevenir enfermedades mediante la introducción, eliminación o modificación de material genético dentro de las células de un paciente. La tecnología ha avanzado desde un concepto teórico hasta tratamientos aprobados para varios trastornos genéticos y cánceres.
Adición Génica y Edición Génica
Existen dos estrategias generales. La adición génica entrega una copia funcional de un gen para compensar uno defectuoso, sin modificar el genoma endógeno. La edición génica utiliza nucleasas diseñadas para modificar directamente el genoma, corrigiendo la mutación subyacente. La adición génica es más simple y más avanzada clínicamente, pero la edición génica ofrece el potencial de corrección permanente.
Vectores Virales
Los virus son vehículos de entrega de genes naturalmente evolucionados que han sido adaptados para uso terapéutico. Los vectores de virus adenoasociados son los más utilizados en ensayos clínicos. AAV no es patógeno, infecta tanto células en división como no división, y persiste como un episoma. Los vectores AAV tienen una capacidad de carga limitada de aproximadamente 4.7 kilobases y pueden desencadenar respuestas inmunitarias en dosis altas. Diferentes serotipos de AAV tienen tropismos tisulares distintos, permitiendo la orientación a órganos específicos. El serotipo AAV2 tiene tropismo natural por la retina, mientras que AAV9 atraviesa la barrera hematoencefálica.
Los vectores lentivirales se derivan del VIH e integran su carga en el genoma del huésped, proporcionando expresión a largo plazo. Estos vectores se construyen utilizando técnicas de ligación y clonación de ADN. Pueden transportar cargas más grandes de hasta 8 kilobases e infectar tanto células en división como no división. La integración conlleva un riesgo de mutagenésis insercional, pero los vectores auto-inactivantes han mejorado la seguridad. Los vectores lentivirales se utilizan en la terapia de células CAR-T, donde los linfocitos T del paciente se modifican ex vivo para expresar un receptor de antígeno quimérico dirigido a células cancerosas.
Administración No Viral
Los métodos no virales evitan algunas limitaciones de los vectores virales, particularmente la inmunogenicidad y la capacidad de carga. Las nanopartículas lipídicas encapsulan ácidos nucleicos para su administración, protegiéndolos de la degradación y facilitando la captación celular. Las LNP se utilizaron con éxito en vacunas de ARNm y se están desarrollando para terapia génica. La electroporación utiliza pulsos eléctricos para crear poros transitorios en las membranas celulares, permitiendo la entrada de ADN. Los métodos físicos como la inyección hidrodinámica, donde la solución de ADN se inyecta rápidamente en el torrente sanguíneo, pueden lograr expresión génica en el hígado de modelos animales.
Terapias Génicas Aprobadas
Varias terapias génicas han recibido aprobación regulatoria. Luxturna trata la distrofia retiniana hereditaria causada por mutaciones en RPE65, administrando una copia funcional del gen usando AAV2. Zolgensma trata la atrofia muscular espinal administrando el gen SMN1 usando AAV9. Strimvelis trata la deficiencia de adenosina desaminasa mediante transducción ex vivo de células madre hematopoyéticas con un vector retroviral. Las terapias de células CAR-T incluyendo Kymriah y Yescarta están aprobadas para ciertas neoplasias malignas de células B. Aprobaciones recientes incluyen terapias génicas para hemofilia B y hemofilia A usando vectores AAV.
Edición Génica Basada en CRISPR
CRISPR-Cas9 ha revolucionado la edición génica al permitir la modificación precisa y eficiente de secuencias genómicas específicas. El sistema consiste en una nucleasa Cas9 guiada por un ARN guía único que se empareja con la secuencia de ADN diana. La nucleasa Cas9 crea una rotura de doble cadena en el sitio diana, que luego se repara mediante unión de extremos no homólogos o reparación dirigida por homología.
NHEJ puede interrumpir un gen introduciendo pequeñas inserciones o deleciones, útil para eliminar genes causantes de enfermedades. HDR puede introducir cambios de secuencia precisos cuando se proporciona una plantilla de reparación, permitiendo la corrección de mutaciones. La edición de bases utiliza una Cas9 modificada fusionada a una enzima desaminasa para convertir directamente una base en otra sin crear una rotura de doble cadena. La edición prime utiliza una Cas9 nickasa fusionada a una transcriptasa inversa para escribir nueva información genética en un sitio específico.
Desafíos y Riesgos
La terapia génica enfrenta varios desafíos. Las respuestas inmunitarias a los vectores virales pueden limitar la eficacia y causar reacciones adversas. El sistema inmunitario innato reconoce las cápsides virales y los ácidos nucleicos, mientras que la inmunidad adaptativa genera anticuerpos neutralizantes que impiden la readministración y pueden impedir el tratamiento en pacientes con inmunidad preexistente. La edición fuera del objetivo sigue siendo una preocupación para los enfoques basados en CRISPR, pudiendo causar mutaciones no intencionadas. La administración a los tejidos diana es un desafío para muchas enfermedades, particularmente aquellas que afectan el cerebro, el músculo o el pulmón. La durabilidad a largo plazo de la expresión y el potencial de efectos adversos retardados requieren un seguimiento prolongado en los ensayos clínicos.
