TERAPIA GENICA Y Esclerosis Lateral Amiotrofica

 La terapia génica es un tratamiento experimental que utiliza genes para tratar o mejorar enfermedades, en el caso d ela ELA su aplicacion tiuene como fin: que las neuronas motoras ”resistan” activas el mayor tiempo posible, esto s epuede lograr mediante:

• Intercambio de un gen anormal por uno normal
• Reparación de un gen anormal
• Alteración del grado en el que se active o se desactive un gen 

Medicina del Futuro

EJEMPLO Nª1: 

La co-administración de los péptidos EGF y GHRP-6 en ratones con axonopatía
proximal inducida por el 1,2-DAB  promueve su recuperación clínico-conductual y de la
conducción de los impulsos nerviosos.  

EJEMPLO Nª2:

Este mecanismo es usado como una forma de tratamiento en Esclerosis Lateral Amiotròfica, para su aplicaciòn se han identificado dos vìas:

1. Usando el factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF).
2. Inyecciones del gen para el factor de crecimiento IGF-1 en las células nerviosas protegidas por músculos.

BIBLIOGRAFÌA:

1. Efecto terapéutico de la co-administración de EGF y GHRP-6 
2. Terapia Celular y Génica
3. NOTICIA

STEM CELL AND AMYOTROPHIC SCLEROSIS LATERAL

En el siguiente artículo se presenta un caso de 12 pacientes con diferentes grados de Esclerosis Lateral Amiotrófica, cada uno de ellos fue sometido a previos diagnósticos, posteriormente se aplicó terapia celular, la cual consistió en aislar células madre neurales, NSI-566RSC, de la médula espinal de un solo feto de 8 semanas de edad para después someterlas a estudios y sin ninguna modificación genética se introdujo en los pacientes, la ventaja de estas células son sus bajos niveles de antígeno leucocitario humano El tratamiento tenía como fin: sustituir las células motoras dañadas o introducir una población de células como apoyo a las ya afectadas. Los resultados demostraron una mejoría en el movimiento muscular o evitar la progresión de la enfermedad.

ARTICULO DE REVISIÓN:

• Lumbar Intraspinal Injection of Neural Stem Cells in Patients with Amyotrophic Lateral Sclerosis

TRANSGÉNESIS: Ventajas y Desventajas

Una posible tratamiento para diferentes patologías degenerativas, puede ser la terapia con células madre, para ello los científicos realizan experimentos en animales TRANSGÉNICOS. Su importancia radica en que aún no existe la certeza de que tipo de células utilizar, su vía de administración y sus efectos en el ser humano.

Los animales transgénicos representan uno de los avances más destacables de la Biotecnología en los últimos años.

MODELOS TRANSGÉNICOS 

 

¿Qué es un transgénico? es un organismo que fue modificado en su genoma para producir o expresar una característica distinta a aquellas propias de su especie.

Se han realizados modelos in vivo donde se emplea ratones transgénicos: SOD1, G93A o TDP-43 que reproducen la parálisis por ELA y tambien permite investigar uso de terapias, como los fármacos cannabinoides que mejoren o retrasen el curso de la enfermedad.  

Ratones Transgénicos

  

VENTAJAS:

1. Mejoran la investigación, ya que se puede entender los mecanismos de función y control de los genes.
2. Benefician la producción animal, con lo que se da una mayor producción, control de las enfermedades y garantia de calidad.
3. Se puede modificar caracteristicas de producctos alimenticios, adecuandolos al consumo humano.
4. Estudio de enfermedades humanas o animales.
5. Modificación de animales con el fin de producir proteínas de interés terapéutico e industrial.
6. Resistencia a enfermedades. 
7. Generación de medicamentos de manera endogena.
8. Donación de órganos.

DESVENTAJAS:

1. La modificación genética pone en riesgo la biodiversidad autóctona, ponientdo en riesgo la existencia de la especie original.
2. Las nuevas proteínas, pueden desencadenar reacciones alérgicas o de hipersensibilidad en algunas personas.
3. Integración múltiple (en tándem o no).
4. Lugar de integración indeterminado (efecto de posición).
5. Metilación y falta de expresión.
6. Mosaicismo (germinal y somático).
7. Expresión específica/ectópica.
8. Expresión variable dentro de líneas (variegación). 

BIBLIOGRAFIA:

1. Terapia celular en la esclerosis lateral amiotrófica: ciencia y controversia
2. La citotoxicidad del líquido cefalorraquídeo en la esclerosis lateral amiotrófica
3. Modelo Experimental en ELA

TECNICAS MOLECULARES PARA ELA

TECNICAS DE BIOLOGÍA MOLECULAR:
Son técnicas de laboratorio, que incluyen el uso de ADN, ya sea para visualizarlo, amplificarlo, cortarlo, pegarlo, etc. Tiene diversas aplicaciones generalmente en el diagnóstico de enfermedades hereditarias, búsqueda de alelos, diagnóstico bacteriano y viral, mejoramiento genético, test de paternidad, forense, etc.

Biologia Molecular

BIOMARCADORES:

Permite una detención temprana de la enferemdad, se trata de indicadores de procesos biológicos normales y patológicos, usados para indicar la presencia o el comienzo de ciertos trastornos.

Existen tres tipos de marcadores:

1. Genéticos: SOD1 o genes asociados con riesgo en la forma esporádica.
2. Bioquímicos: parámetros bioquímicos fácilmente medibles.
3. Imágenes “in vivo”: tanto funcionales (PET) como estructurales (MRI).

MICROARRAY:

Se lo utiliza para un estudio fisiopatológico, se necesitan muestras de médulas espinales post mortem en los segmentos L3-L5, luego un reconocimiento y enlistamiento molecular, continuando con un análisis de Microarray de cDNA.

MICROARRAY

SOUTHERN BLOT
  
Este método se utilizo para relacionar la repetición en C9orf72 en esclerosis lateral amiotrófica y demencia frontotemporal, y los resultados indicaron que no hay correlación entre la edad de inicio de la enfermedad o la duración con el tamaño de la repetición ni en portadores de la mutación en ELA ni DFT.

Southern blot

BIBLIOGRAFÍA:

1. Microarray
2. Biomarcadores
3. Southern blot

ADN RECOMBINANTE (relacion con ELA)

¿QUE ES ADN RECOMBINANTE?

Es una forma de ADN artificial que se crea mediante la combinación de dos o más secuencias que normalmente no ocurren al mismo tiempo. 

 

 

 

VACUNAS

 APLICACIONES DEL ADN RECOMBINANTE

1. Regulación de la expresión génica - terapia genética.
2. Individuos (animales, plantas) mejorados geneticamente.
3. Regulación de la síntesis de proteínas.
4. Desarrollo de organismos transgénicos.
5. Amplificación del ADN.

ADN RECOMBINANTE Y ESCLEROSIS LATERAL AMIOTRÓFICA 

 

TERAPIA CELULAR: 

• Hay utilización de células madre, nos brinda una idea de posibles implantes, su lugar, cantidad y vía de implantación. Porque al modificar el entorno se podrían obtener mejoras en la evolución de la enferemdad.
• El transplante se puede hacer a través d ecélulas de la médula ósea.
• La finalidad es regenerar las motoneuronas perdidas. 

 

CÉLULAS MADRE

 

TERAPIA GÉNICA: 

• Se utiliza VIRUS para transladar especificamente.
• El factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) mejora la supervivencia en ratones con ELA, sin efectos secundarios tóxicos.
• Empleo de ARNi para abolir la expresión del SOD 1, retraso d ela degeneración d emotoneuronas.
•  VECTORES VIRALES: GDNF 60 (Factor Neurotrófico Derivado de la Glia) y el IGF-1.61, VEGF. Brindan protección a los nervios frente a la degeneración. 

TERAPIA GÉNICA

RATONES TRANSGÉNICOS: 

• Se ha usado el modelo transgénico G93A  para evaluar el efecto de implantes de células en estas situaciones, células NSC-EZ de la médula.
• En ratones trasgénicos se ha implantado células provenientes del cordon umbilical y células hNT, cuyos resultados han sido retraso en la aparición de los sintomas, y variación en la supevivencia del individuo.

 

BIBLIOGRAFÍA:

1. News Medical
2. Terapia Celular
3. Proyecto Biosfera 

Mecanismos Moleculares - ELA

EPIGENETICA Y SU RELACIÓN CON ELA

Definimos como EPIGENÈTICA como una rama de la biología que estudia las interacciones causales entre los genes y sus productos, que dan lugar al fenotipo, donde hay cambios heredables que no dependen de la secuencia de bases del ADN, se dan modificaciones y mecanismos del ADN y la cromatina que determinan cuales genes ser÷an activados o inactivos.

El campo de la epigenética ha surgido como un puente entre las influencias genéticas y ambientales . 1

Mientras la genética de una persona no es fácilmente modificable, la epigenética es más dinámica. Es posible que ciertos organismos patógenos desconocidos hasta la fecha, en especial virus, así como trastornos del sistema inminitario sean factores desencadenantes de la ELA.

TIPOS DE ELA:

• Esporádica: 90% de los casos, se produce al azar.
• Familiar: tiene un componente hereditario
• Territorial o Guameña: prevalente en una determinada zona geografica

INCIDENCIA:

• Entre 50 y los 70 años de edad.
• Por cada 100.000 habitantes cada año se registran hasta 2 nuevos casos.

a) Anomalías del Sistema Inmune:

• El cuerpo ataca por equivocación a sus propias células.
• Anticuerpos pueden dañar directa o indirectamente la función de las neuronas motoras, interfiriendo con la transmisión de las señales entre el cerebro y los músculos.

Autoinmune

b) Virus y Agentes Infecciosos:

• El virus de VIH (virus de inmunodeficiencia humana) que causa el SIDA (síndrome de inmunodeficiencia adquirida) 
• Ecovirus en tejido de médula espinal.
• Virus de la poliomielitis. 
• Enfermedad de Lyme: trastorno bacteriano
• Priones, pueden formar moléculas toxicas.

Enfermedad de Lyme: transmitido por garrapatas

c) Toxinas:

• Los metales pesados, plomo, mercurio y arsénico.
• El contacto prolongado con químicos agrícolas.

Efectos de los Pesticidas en la Salud

BIBLIOGRAFIA:

1. Qué es la epigenética y para qué sirve
2. Fisioterapia.net

ALTERACIÓN EN EL NIVEL GENÓMICO TRADUCCIONAL

Cualquier cambio en el ADN que codifica un gen producirá una alteración del ARNm y este puede conllevar a la producción de una proteína que ya no funciona como debe ser.

Mutaciones del ADN

   

Los investigadores se han centrado cada vez más en el procesamiento del ARN como una causa importante de los síntomas de la enfermedad.

Gránulos mutantes Fus (rojo), que están presentes en algunos casos de ELA, coinciden con los sitios de producción de proteínas (verde), lo que indica que los gránulos son sitios activos de la traducción del ARN. (Photo Credit: Yasuda et al., 2013)

En la Revista Nature se publico un estudio (21-8-2011), y se pone como causa común subyacente en todas las formas de la ELA: un defecto en una proteína Ubiquitina 2, encargada de degradar y reciclar otras proteínas. La TDP-43 es el principal integrante de las Ubiquitinas, y esta codificada por el gen TARDBP localizado en el cromosoma 1.

Las mutaciones en el gen que produce la TDP-43 pueden causar que esta proteína se acumule en las células genrando Proteinopatías.

La mayoría de las personas que padecen ELA familiar, que incluyen principalmente mutaciones en los genes SETX, FUS/TLS, TDP-43, SOD1 y ANG, afectan directamente en el proceso de transcripción de genes y en el empalme del pre-mRNA, asi como también afecta a la TRANDUCCIÓN del RNA.

Además, esta proteína regula el corte y empalme alternativo del gen CFTR. En particular, TDP-43 es un factor de empalme de unión a la intron8/exon9 unión del gen CFTR y para la región intron2/exon3 del gen de apoA-II 

TDP-43

BIBLIOGRAFÍA:

1. Degeneración lobar fronto-temporal
2. Revista Médica
3. Revista Nature

ALTERACION EN EL NIVEL GENÓMICO TRANSCRIPCIONAL

Los factores de transcripción son proteínas muy especializadas que reconocen secuencias específicas de DNA y regulan, positiva o negativamente, la expresión y la subsecuente producción de la proteína codificada por el gen en cuestión(2).

La causa principal de ELA se desconoce con exactitud, pero esta ha sido asociada ha ciertos genes como: SOD1, NEFH, PRPH, Alsin, Senataxin, etc (1). Han sido registradas transcripciones raras del gen G93A, donde la mutación más frecuente son A4V y H46R. 

estudios realizados en el 2008 revelan que la oxidación del mRNA es una característica común en los pacientes con ELA por SOD1 mutante dando lugar a una disminución de la expresión de proteínas, siendo esta una posible causa del deterioro de las motoneuronas.(3). 

TDP-43 es un componente de inclusiones tau negativa, ubiquitina-positivas en la degeneración lobar frontotemporal y la ELA

BIBLIOGRAFÍA:

1. Bases biologicas y biopatológicas humanas de ELA
2. Investigacion ELA
3. Boletin cientifico 26

ALTERACION DEL NIVEL GENÓMICO: REPLICACIÓN DEL ADN

La replicación de ADN es un evento que ocurre en el núcleo celular, en la fase S, cuya importancia radica en hacer una copia exacta paraque la información genética se transmita de una célula madre a las células hijas.

La ELA es una enfermedad cuya causa es desconocida, se la ha asociado a mutaciones en genes cuyas proteínas modificadas incluyen la SENATAXINA, esta codifica una proteína de función desconocida, con un dominio helicasa incluido en su secuencia proteica. Las mutaciones en el gen senataxina siguen una herencia dominante cuando acompañan a la ELA. El trabajo de la senataxina es la coordinación de la replicación y transcripción , la prevención de colisiones entre las enzimas que duplican y transcribir el ADN, su fallo conlleva a la rotura y reordenamientos de cromosomas,  lo que se conoce como inestabilidad genómica. 

En la ausencia de senataxina, los híbridos no se eliminan en el paso de la replisome (máquina molecular compleja que lleva a cabo la replicación de ADN)  y se acumulan en el ADN causando daño.

Senataxina, proteína inplicada en la ELA

Replicación Normal del ADN

BIBLIOGRAFÍA:

• https://sites.google.com/site/vicortega2/home/manuales/boletines/bloletin-32
• Una proteína relacionada con el cáncer y la ELA