La transfección es el proceso de introducir ácidos nucleicos en células de mamífero o insecto. A diferencia de la transformación bacteriana, que se refiere a la captación bacteriana de ADN, la transfección describe específicamente la transferencia a células eucariotas.

Transfección Mediada por Lípidos

Los reactivos lipídicos catiónicos (Lipofectamine, FuGENE, jetPEI) formamos liposomas que encapsulan el ADN cargado negativamente. Los liposomas cargados positivamente se fusionan con la membrana celular cargada negativamente, liberando el ADN en el citoplasma.

La relación lípido-ADN es crítica. La mayoría de los reactivos requieren optimización en un rango de 2–4 µL de lípido por µg de ADN. La eficiencia de transfección depende del tipo celular — HEK 293 y HeLa son altamente transfectables; las células primarias y en suspensión son más difíciles. El suero en el medio puede inhibir algunos reactivos lipídicos. La mayoría de los protocolos recomiendan transfectar en medio con suero reducido (Opti-MEM) y reemplazar con medio completo después de 4–6 horas.

Co-Precipitación con Fosfato de Calcio

El ADN se mezcla con CaCl₂ y se añade gota a gota a una solución tamponada con fosfato, formando un precipitado fino de complejos de fosfato de calcio-ADN. El precipitado se deposita sobre las células y es internalizado por endocitosis.

Este método es muy económico pero sensible al pH. El pH óptimo (típicamente 6.95–7.05) debe determinarse empíricamente para cada tipo celular. El precipitado debe ser fino y uniforme — los agregados grandes reducen la eficiencia y aumentan la toxicidad. El fosfato de calcio funciona bien para líneas celulares adherentes pero mal para células primarias y en suspensión.

Electroporación

Un pulso breve de alto voltaje (100–300 V, 1–25 ms) crea poros transitorios en la membrana celular a través de los cuales entra el ADN. La electroporación funciona para casi cualquier tipo celular, incluyendo células primarias, madre y en suspensión que resisten los métodos químicos.

Los sistemas comerciales de electroporación (Neon, Nucleofector, Gene Pulser) utilizan parámetros de pulso optimizados y soluciones patentadas para lograr una eficiencia del 70–90% en células difíciles de transfectar. La desventaja es una muerte celular significativa (20–50%), y se requiere una optimización cuidadosa de la densidad celular, la cantidad de ADN y los parámetros del pulso.

Transducción Viral

Los virus recombinantes transfieren material genético con alta eficiencia a una amplia gama de tipos celulares. Los sistemas vectoriales más comunes:

• Lentivirus: infecta células en división y no división y se integra en el genoma, permitiendo una expresión estable a largo plazo. La capacidad de empaquetamiento es de ~8 kb.
• Retrovirus: infecta solo células en división. Se usa para expresión estable en células que proliferan rápidamente.
• Virus adenoasociados (AAV): no integrador, baja inmunogenicidad, bueno para aplicación in vivo. Capacidad de empaquetamiento ~4.5 kb.
• Adenovirus: alto título, infecta muchos tipos celulares, pero desencadena una respuesta inmune. Se usa para expresión transitoria de alto nivel.

Transfección Estable vs. Transitoria

Transfección transitoria: el ADN permanece episomal y se diluye por división celular. La expresión máxima se alcanza a las 24–48 horas y dura 2–7 días. Se usa para experimentos a corto plazo, ensayos reporteros y producción de proteínas.

Transfección estable: se co-transfecta un marcador seleccionable (resistencia a puromicina, G418/higromicina), y las células que integran el ADN en su genoma se seleccionan durante 7–14 días. La línea celular estable resultante mantiene la expresión indefinidamente.