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New pharmaceutical formulations from nanotechnology for cancer treatment based on gene therapy strategies
genes funcionales ausentes en el individuo. Se realiza en
todas las células y tejidos del organismo con el objetivo de
tratar una enfermedad o realizar un marcaje, de manera
que las modificaciones introducidas, si consiguen perdurar
en la célula, no son heredables y solo tienen lugar en dicho
paciente.
La terapia génica germinal, por otro lado, provoca
que la expresión génica del material genético administrado
se mantenga en los descendientes. Actualmente existen
muchos conflictos éticos y jurídicos con este tipo de
terapia génica en líneas celulares germinales, por lo que no
está permitida.
Las formas de administración que existen en terapia
génica son las terapias in vivo y ex vivo. La que mejores
resultados obtiene es la terapia ex vivo, que consiste en la
extracción de una muestra del paciente, su tratamiento, y
posterior reimplantación. Aun así, es la alternativa más
costosa y presenta un alto riesgo de contaminación tanto
de la formulación como de las células en cultivo. Sin
embargo, la terapia in vivo permite la administración
directa de la formulación con un coste menor y
disminuyendo el riesgo de inmunogenicidad.
Existen gran cantidad de enfermedades que se pueden
tratar con terapia génica. Algunas de ellas son
enfermedades metabólicas como el cáncer,
inmunodeficiencias, hemofilias, hipercolesterolemia
familiar, etc., o enfermedades infecciosas como el SIDA.
El cáncer es una de las enfermedades más estudiadas en el
campo de la biomedicina. Las diferentes alternativas de las
que se disponen hoy en día a la hora de combatir esta
enfermedad incluyen la inactivación de oncogenes, la
administración de genes supresores de tumores, las
terapias suicidas, inmunoterapias génicas, terapias génicas
antiangiogénicas y las basadas en telomerasa entre otros
tipos. Aunque todavía en desarrollo, estas técnicas, sobre
todo en combinación con otras terapias más
convencionales, como la quimio o radioterapia, prometen
ser eficaces en un futuro próximo, ya que su diversidad y
sobre todo su especificidad permiten una precisión
respecto al tumor en tratamiento que no alcanzan otras
terapias antitumorales.
1.2. Vectores en terapia génica
Uno de los procesos más importantes en terapia génica
es la introducción del gen terapéutico en la célula diana, de superar (3), pero en cualquier caso, su buena
forma que se alcance el núcleo. Es importante tener en
cuenta, que la entrada de ADN exógeno desencadena una
respuesta inmunológica que puede generar procesos
inflamatorios y activar la inmunidad humoral y celular.
Desde hace tiempo se dispone de diversos métodos para
introducir material genético en células eucarióticas, pero
algunos como la electroporación, no son adecuados para la
terapia génica, debido a la gran mortalidad que producen
en las células o a la dificultad que implica su aplicación in
vivo. Los métodos más eficientes y apropiados son los que
se basan en el uso de vectores, elementos capaces de
transportar el material genético dentro de sí y ser captados
por la célula, de forma que el material aportado pase al
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interior de ésta. Actualmente los tipos de vectores
empleados en terapia génica son virales o no virales (1,2).
1.2.a. Vectores virales
Los vectores virales se basan en virus que han sufrido
modificaciones. Se elimina del virus su capacidad de
replicación y todo efecto patogénico en su estado natural,
sin afectar a su capacidad de infectar la célula huésped e
introducir en ella el material genético que contienen.
Aunque los vectores virales han demostrado una gran
capacidad de transferencia génica, son deficientes en otras
áreas igual de imprescindibles. Por ejemplo, los vectores
adenovirales inducen respuestas inflamatorias e
inmunológicas, por lo que son rechazados en cuanto a la
utilización en el caso de administraciones repetidas. El
empleo de vectores no virales evita este tipo de problemas,
por lo que la búsqueda actual de vectores no basados en
virus se ha potenciado (1).
1.2.b. Vectores no virales
Son compuestos capaces de formar complejos con el
ADN y unirse a la membrana celular para depositarlo
dentro de la célula. La formulación no viral debe tener
presente los obstáculos que aparecen en las sucesivas
etapas que intervienen entre el exterior de la célula diana y
el núcleo de ésta. Los problemas a tener en cuenta son
entre otros: compactación del material genético y su
defensa ante agentes mecánicos y enzimáticos
extracelulares, asociación del material genético a la
superficie celular para facilitar su entrada, transfección del
material genético exógeno en el núcleo y su integración en
el genoma celular, y finalmente un factor a superar muy
importante, el transporte por la sangre. La transfección con
un vector no viral se ve limitada por el suero de la sangre
que genera una interacción inespecífica y provoca una
modificación de los niveles de transfección tanto en el
organismo como en cultivos celulares. Los diferentes tipos
de vectores no virales se han diseñado para suplir todas
estas condiciones, pero también es posible que se ignore la
existencia de alguna barrera más que no sea del todo
eficiente o se encuentre ausente a la hora de la
transferencia. Dentro de este grupo de vectores se
encuentran los lípidos catiónicos, polímeros, y péptidos,
con los que trabajamos en este proyecto. La contrapartida
que comprende este tipo de vectores es la baja capacidad
de transfección debido al gran número de barreras a
biocompatibilidad y su potencial producción a gran escala
hacen que sean la mejor apuesta. Debido a que aún no hay
un vector no viral que consiga vencer las diferentes
barreras que existen en el organismo y sea útil en un
amplio abanico de enfermedades, se hace necesario
investigar los mecanismos de transfección y diseñar
nuevos sistemas de liberación de genes específicos y
seguros (1).
a) Vectores lipídicos
Un buen ejemplo de vectores no virales son los
vectores lipídicos. Los liposomas catiónicos pueden
formar complejos con el ADN formando lipoplejos a
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