Aula 12 Terapia Gênica

Transcrição

1 Universidade de São aulo (US) Escola de Engenharia de Lorena (EEL) Engenharia Bioquímica Aula 12 Terapia Gênica Elisson Romanel

2 Terapia gênica > 6000 doenças herdáveis - Transgene (Transferred gene) Transgênico (Germ-line gene therapy) afeta futuras gerações, questões éticas (Somaticgene therapy) Bushmans (2007)

3 Vetores da Terapia gênica Adenovírus - Não introduzem mutação no genoma do hospedeiro (integração) - Expressão transiente, replicação autônoma e sistema imune - Indivíduos já apresentam forte resposta imune (pré-exposição) - Terapia gênica para CF (inalação) Ineficaz

4 Cuidados na Terapia gênica - Genes devem ser clonados e bem caracterizados - Métodos eficaz de transformação devem estar disponíveis - Risco ao paciente da terapia gênica deve ser avaliada - Doença não tem outra forma de tratamento - Experimento deve ter sido demonstrado em animais recaução devido a morte de paciente com 18 anos em 1999, usando vetor adenovírus, para tratar deficiência ornitina transcarbamilase

5 Terapia gênica (1990) aciente 4 anos de idade Adenosine deaminase-deficient severe combined immunodeficiency disease (ADA - SCID) - Doença autossômica recessiva - Sem sistema imune (pequenas infecções-fatal) - Acúmulo da forma tóxica desoxiadenosina em linfócitos T , garota transgênica? para o linfócito T (síntese de ADA, porém por pouco tempo) - Terapia enzimática: Injeção de adenosina desaminase bovina estabilizada com EG

6 Terapia gênica (1993) ADA - SCID 1993 Uso de células tronco da medula óssea que dão origem às células brancas - Duas crianças (síntese de ADA, porém por pouco tempo)

7 Terapia gênica - Retrovírus Retroviruses and Retrotransposons 489 Viral core Viral RNA Reverse transcriptase Viral membrane CD4 receptor gp120 1 Cellular membrane Viral DNA Viral RNA 5 Reverse transcriptase 8 Integrase Cellular DNA 6 7B 7A Viral RNA TEM X27,630 Nucleus Cytoplasm Fundamentos de Genética (Cap. 17)

8 Vetores da Terapia gênica (2000) 2000 ADA - SCID com mutação em gene de cromossomo X - Subunidade gama do receptor interleucina2 (necessário para sistema imune) - Componente de vários fatores de crescimento linfócito-específico Isolate bone marrow stem cells from boy. 1 Bone marrow stem cells. 2 Vector DNA Human IL2Rγc + gene Retrovirus containing gene-transfer vector DNA. Infect bone marrow stem cells with the IL2Rγc + retroviral vector. IL2Rγc + gene - Durante 2 anos, 14 pacientes foram tratados (poucos meses as células estavam normais) Boy with X-linked severe combined immunodeficiency disease. Retroviral DNA integrated into the chromosomes of bone marrow stem cells. - 1 garoto desenvolvem leucemia - 3 pacientes desenvolvem leucemia??? Synthesis of the IL2Rγc protein restores immune function in white blood cells after the infusion of stem cells carrying the IL2Rγc + transgene. 4 Infuse stem cells that are expressing the IL2Rγc + transgene into the patient. 3 Análise de expressão Grow cells in culture, and verify the expression of the human IL2Rγc + transgene. Fundamentos de Genética (Cap. 16)

9 Terapia gênica Retrovírus x retrotransposon many of the clasre caused by the ndeed, Mendel s ing white eyes in ble elements. See Gene Jumps Transposable genetic element Gene segments separated by transposable genetic element - Mutação DNA Transcription Transcription - Indução da expressão gênica mrna or Translation Translation olypeptide Active polypeptide gene product Inactive truncated polypeptide Fundamentos de Genética (Cap. 13)

10 Terapia gênica - 2 garotos com leucemia Genotipagem: mesmo local T-cell acute lymphoblastic leucemia (T-cell ALL) T-cell acute lymphoblastic leucemia (T-cell ALL) Breakpoint 11p13 LMO2 gene TCR β gene LMO2 gene Super-expressão de LMO2 Induz divisão celular em células T Breakpoint 7q35 TCR β gene roto-oncogene Chromosome 7 Chromosome 11 Translocation chromosome t(7; 11)(q35; p13) Ainda temos muito a aprender antes de executar a terapia gênica recisamos de vetores seguros Fundamentos de Genética (Cap. 13, 16)

11 Vetores para Terapia gênica Table 19.3 Vectors used in gene therapy Vector Advantages Disadvantages Retrovirus Efficient transfer Transfers DNA only to dividing cells, inserts randomly; risk of producing wild-type viruses Adenovirus Transfers to nondividing cells Causes immune reaction Adeno-associated virus Does not cause immune reaction Holds small amount of DNA; hard to produce Herpes virus Can insert into cells of nervous system; Hard to produce in large quantities does not cause immune reaction Lentivirus Can accommodate large genes Safety concerns Liposomes and other No replication; does not stimulate Low efficiency lipid-coated vectors immune reaction Direct injection No replication; directed toward specific tissues Low efficiency; does not work well within some tissues ressure treatment Safe, because tissues are treated outside the Most efficient with small DNA molecules body and then transplanted into the patient Gene gun (DNA coated No vector required Low efficiency on small gold particles and shot into tissue) Genetics (Cap. 19)

12 Terapia gênica Herança genética 50% dos casos, antes dos 45 anos RE65 Leber congenital amaurosis (LCA) Converte vitamina A em rodopsina Receptor de luz na retina Autossômica recessiva Morte celular 12 genes Genetics (Cap. 19)

13 Terapia gênica HEL G 2001 Terapia gênica (RE) em 3 cães jovens melhorou a visão en ge ized the create a generat that sec haps its used to therapy people, gene th Eye 2007 Transferência de RE para the 4/6world. indivíduos cegos us to r Blindness affects 45 million people throughout Genetic engineering is now being used to treat patients with Leber congenital amaurosis, a genetic form and enjo (restauração parcial) of blindness. [aul Doyle/Alamy Images.] Tragicall Eyesight 1 Movimentos das mãos; passou a ler várias linhas is found among the elderly. However, s their eyesight at an early age. Research 2 Não enxergava obstáculos; passou a andar sozinho of the cases of blindness before the a associated nerves, and those parts of th large number of genes may lead to blin Gene therapy was applied to a ra genital amaurosis (LCA), in which ther Genetics (Cap. 19)

14 Terapia gênica - rocedimentos adição gênica - rocedimentos substituição gênica - Recombinação homóloga Genetics (Cap. 19)