A terapia gênica visa tratar ou prevenir doenças introduzindo, removendo ou modificando material genético dentro das células de um paciente. A tecnologia avançou de conceito teórico para tratamentos aprovados para vários distúrbios genéticos e cânceres.
Adição Gênica e Edição Gênica
Duas estratégias amplas existem. A adição gênica entrega uma cópia funcional de um gene para compensar um defeituoso, sem modificar o genoma endógeno. A edição gênica usa nucleases projetadas para modificar diretamente o genoma, corrigindo a mutação subjacente. A adição gênica é mais simples e mais avançada clinicamente, mas a edição gênica oferece o potencial de correção permanente.
Vetores Virais
Os vírus são veículos de entrega de genes naturalmente evoluídos que foram adaptados para uso terapêutico. Os vetores de vírus adeno-associado são os mais comumente usados em ensaios clínicos. AAV não é patogênico, infecta células em divisão e não divisão e persiste como um epissomo. Os vetores AAV têm capacidade de carga limitada de cerca de 4,7 quilobases e podem desencadear respostas imunes em altas doses. Diferentes sorotipos de AAV têm tropismos teciduais distintos, permitindo direcionamento a órgãos específicos. O sorotipo AAV2 tem tropismo natural pela retina, enquanto o AAV9 atravessa a barreira hematoencefálica.
Os vetores lentivirais são derivados do HIV e integram sua carga no genoma hospedeiro, fornecendo expressão de longo prazo. Esses vetores são construídos usando técnicas de ligação e clonagem de DNA. Podem transportar cargas maiores de até 8 quilobases e infectar tanto células em divisão quanto não divisão. A integração carrega risco de mutagênese insercional, mas vetores auto-inativantes melhoraram a segurança. Vetores lentivirais são usados na terapia de células CAR-T, onde células T de pacientes são projetadas ex vivo para expressar um receptor quimérico de antígeno visando células cancerígenas.
Entrega Não Viral
Métodos não virais evitam algumas limitações dos vetores virais, particularmente imunogenicidade e capacidade de carga. Nanopartículas lipídicas encapsulam ácidos nucleicos para entrega, protegendo-os da degradação e facilitando a captação celular. As LNPs foram usadas com sucesso em vacinas de mRNA e estão sendo desenvolvidas para terapia gênica. A eletroporação usa pulsos elétricos para criar poros transitórios nas membranas celulares, permitindo a entrada de DNA. Métodos físicos como injeção hidrodinâmica, onde a solução de DNA é rapidamente injetada na corrente sanguínea, podem alcançar expressão gênica no fígado de modelos animais.
Terapias Gênicas Aprovadas
Várias terapias gênicas receberam aprovação regulatória. Luxturna trata distrofia retiniana hereditária causada por mutações em RPE65, entregando uma cópia funcional do gene usando AAV2. Zolgensma trata atrofia muscular espinhal entregando o gene SMN1 usando AAV9. Strimvelis trata deficiência de adenosina deaminase por transdução ex vivo de células-tronco hematopoiéticas com um vetor retroviral. Terapias de células CAR-T incluindo Kymriah e Yescarta são aprovadas para certas malignidades de células B. Aprovações recentes incluem terapias gênicas para hemofilia B e hemofilia A usando vetores AAV.
Edição Gênica com CRISPR
O CRISPR-Cas9 revolucionou a edição gênica ao permitir a modificação precisa e eficiente de sequências genômicas específicas. O sistema consiste em uma nuclease Cas9 guiada por um RNA guia único que faz pareamento de bases com a sequência de DNA alvo. A nuclease Cas9 cria uma quebra de fita dupla no sítio alvo, que é então reparada por união de extremidades não homólogas ou reparo dirigido por homologia.
A NHEJ pode interromper um gene introduzindo pequenas inserções ou deleções, útil para inativar genes causadores de doenças. O HDR pode introduzir mudanças precisas de sequência quando um molde de reparo é fornecido, permitindo a correção de mutações. A edição de bases usa um Cas9 modificado fusionado a uma enzima deaminase para converter diretamente uma base em outra sem criar uma quebra de fita dupla. A edição prime usa uma Cas9 nicking fusionada a uma transcriptase reversa para escrever nova informação genética em um sítio específico.
Desafios e Riscos
A terapia gênica enfrenta vários desafios. Respostas imunes a vetores virais podem limitar a eficácia e causar reações adversas. O sistema imune inato reconhece capsídeos virais e ácidos nucleicos, enquanto a imunidade adaptativa gera anticorpos neutralizantes que impedem a readministração e podem excluir o tratamento em pacientes com imunidade pré-existente. A edição fora do alvo continua sendo uma preocupação para abordagens baseadas em CRISPR, potencialmente causando mutações não intencionais. A entrega a tecidos-alvo é desafiadora para muitas doenças, particularmente aquelas que afetam o cérebro, músculo ou pulmão. A durabilidade de longo prazo da expressão e o potencial de efeitos adversos tardios requerem acompanhamento prolongado em ensaios clínicos.
