Universidade de Brasília - UnBMatéria: Genética Básica – Turma EProfessora: Zulmira LacavaAlunas: Ana Carolina Macedo Lima – 09/0042395

Ariane Mugnano Castelo Branco – 09/0003501 Caroline Cardoso Mendes Souza – 09/0004485

Clarisse Danielli Silva Albergaria – 09/0022807 Jéssica Lucena de Oliveira – 09/0008057 Laryssa Ribeiro Braga Brito – 09/0027710

Terapia Gênica“No momento que o mundo está ameaçado pelo ressurgimento de doenças infecciosas,

que a vacina contra a AIDS permanece improvável, que o câncer mata cada vez mais, a esperança reside na medicina molecular. Ela começa a cumprir suas promessas.”

Brasília - DF, Julho de 2010.

Introdução

As modernas técnicas da biotecnologia, em particular a engenharia genética, têm

apresentado novas possibilidades, como a terapia gênica. À medida que avançam os

estudos na engenharia genética e nos mecanismos que estimulam o funcionamento do

sistema imunológico, melhores versões e usos da terapia gênica tendem a surgir.

A terapia gênica promete ser uma área fértil de pesquisas científica e clínica que

poderá representar uma mudança de paradigma da medicina, com importantes

repercussões para a sociedade. Ela é a esperança de tratamento para um grande número

de doenças até hoje consideradas incuráveis por métodos convencionais, das

hereditárias e degenerativas às diversas formas de câncer e doenças infeccionais.

O futuro está apenas começando!

Terapia gênica

Terapia gênica é o tratamento de doenças baseado na transferência de material

genético. Em sua forma mais simples, a terapia gênica consiste na inserção de genes

funcionais em células com genes defeituosos, para substituir ou complementar esses

genes causadores de doenças. As tentativas clínicas de terapia gênica atualmente em

curso são para o tratamento de doenças adquiridas, como AIDS, neoplasias malignas e

doenças cardiovasculares, e para doenças hereditárias. Em alguns protocolos, a

tecnologia da transferência gênica vem sendo usada para alterar fenotipicamente uma

célula de tal modo a torná-la antigênica e assim desencadear uma resposta imunitária.

De maneira análoga, um gene estranho pode ser inserido em uma célula para servir

como um marcador genotípico ou fenotípico, que pode ser usado tanto em protocolos de

marcação gênica quanto na própria terapia gênica.

O panorama atual indica que a terapia gênica não se limita às possibilidades de

substituir ou corrigir genes defeituosos, ou eliminar seletivamente células marcadas. Um

espectro terapêutico muito mais amplo se apresenta à medida em que novos sistemas

são desenvolvidos para permitir a liberação de proteínas terapêuticas, tais como

hormônios, citocinas, anticorpos, antígenos ou novas proteínas recombinantes.

Histórico

A possibilidade de transferir informação genética de um organismo para outro,

que constitui o fundamento da terapia gênica, é conhecida, em bactérias, desde 1944, a

partir da clássica experiência de Avery, McLeod e McCarty. Nas décadas de 60 e 70, a

idéia de transferir genes para curar doenças em humanos tornou-se mais próxima da

realidade: desenvolveram-se linhas de células geneticamente marcadas; compreendeu-se

o mecanismo de transformação celular em mamíferos pelos vírus polioma e SV40 e,

posteriormente, criaram-se as técnicas de DNA recombinante permitindo, assim, a

primeira tentativa de transferência gênica em organismos complexos.

Na década de 80, avanços na biologia molecular já permitiam que os genes

humanos fossem seqüenciados e clonados. Cientistas que procuravam por um método

para facilitar a produção de proteínas — tais como insulina — pesquisaram a introdução

de genes humanos no DNA de bactérias. As bactérias geneticamente modificadas

passaram, então, a produzir a proteína correspondente, que podia ser recolhida e

injetada em pessoas que não a podiam produzir naturalmente.

Em 14 de setembro de 1990 pesquisadores do National Institutes of Health, nos

Estados Unidos, realizaram a primeira terapia gênica autorizada em Ashanti DeSilva, de

4 anos de idade. Nascida com uma rara doença genética chamada Imunodeficiência

Combinada Grave, ela não tinha um sistema imunológico saudável, e era vulnerável a

todos os germes com que tivesse contato. Crianças com essa doença geralmente

desenvolvem muitas infecções e raramente sobrevivem à idade adulta.

Na terapia genética realizada em Ashanti, os médicos recolheram glóbulos

brancos do corpo da criança, e cultivaram as células em laboratório. No segundo

momento, inseriram o gene que faltava nas células e reintroduziram os glóbulos brancos

geneticamente modificados na corrente sangüínea da paciente. Exames de laboratório

mostraram que a terapia fortaleceu o sistema imunológico de Ashanti; ela parou de

contrair resfriados recorrentes e pôde voltar a freqüentar a escola. Esse procedimento

não a curou; os glóbulos brancos tratados geneticamente só funcionaram por poucos

meses, e o processo teve de ser freqüentemente repetido.

Embora essa explicação simplificada de terapia genética possa soar como um

final feliz, é apenas um capítulo inicial otimista numa longa história. O percurso até a

primeira terapia gênica autorizada foi conturbado e cheio de controvérsia. A biologia da

terapia genética em humanos é muito complexa, e há ainda muitas técnicas que

precisam ser desenvolvidas e doenças que precisam ser entendidas de maneira mais

completa antes que a terapia genética possa ser usada apropriadamente.

Os avanços significativos da genética humana nas ultimas décadas propiciaram

um grande impacto na medicina clínica. O conhecimento da intimidade dos 46

cromossomos humanos e dos genes, estruturas complexas que carregam todo o conjunto

de informações que particularizam cada indivíduo, faz com que cada vez mais a

genética faça parte dos consultórios médicos.

Tipos de terapia gênica

Teoricamente é possível transformar tanto células somáticas (a maior parte de

células do corpo) quanto células germinativas (espermatozóides, óvulos, e suas células-

tronco precursoras).

Terapia genética somática é o tipo mais comum de Terapia Genética com

segmentação de genes anormais ou ausentes que irá resultar no tratamento de um único

paciente sem alterar sua genética hereditária.

Terapia gênica da linha germinal ocorre no nível primário do ovo e esperma.

Consiste em adicionar ou remover DNA que tem efeito sobre doenças hereditárias ou

simplesmente mudar o DNA para as gerações futuras.

Todas as terapias genéticas realizadas até agora em humanos foram dirigidas a

células somáticas, enquanto a engenharia de células germinativas continua altamente

controversa. Para que os genes introduzidos sejam transmitidos normalmente para a

descendência, é necessário não apenas que sejam inseridos na célula, mas também que

sejam incorporadas aos cromossomos por recombinação genética.

A terapia genética com genes somáticos pode ser dividida em duas grandes

categorias: ex vivo (em que as células são modificadas fora do corpo e, então,

transplantadas novamente para o paciente) e in vivo (em que os genes são modificados

nas células ainda dentro do corpo). Abordagens in vivo baseadas em recombinação são

especialmente incomuns.

Como funciona?

Na maioria dos estudos a respeito de terapia genética, um gene "normal" é

inserido no genoma para substituir um gene "anômalo" causador de doença. Uma

molécula transportadora, chamada vetor, precisa ser usada para se enviar o gene

terapêutico para as células-alvo do paciente. As formas de transferência deste vetor

contendo o gene são muito variadas. Em primeiro lugar, é importante definir se é mais

apropriado introduzir o gene diretamente no organismo (in vivo) ou se,

alternativamente, células serão retiradas do indivíduo, modificadas e depois

reintroduzidas (ex vivo). Algumas das formas de transferência utilizam vírus, dos quais

os principais são os retrovírus, os adenovírus e os vírus adeno-associados. Outras

formas de transferência incluem a injeção direta do gene no organismo, bem como

métodos utilizando princípios físicos (biolística, eletroporação) ou químicos

(lipofecção). Atualmente, o vetor mais comum é um vírus que foi geneticamente

alterado para transportar DNA humano normal. Vírus evoluíram de forma a encapsular

e transportar seus genes para células humanas, causando doenças. Cientistas tentaram

aproveitar essa capacidade e manipular o genoma dos vírus, removendo os genes

causadores de doença e inserindo genes terapêuticos.

Células-alvo, tais como células do fígado ou dos pulmões do paciente, são

infectadas com o vetor. O vetor, então, descarrega seu material genético, contendo o

gene terapêutico humano, na célula-alvo. A produção de proteínas funcionais pelos

genes terapêuticos restaura as células-alvo a um estado de normalidade. A avaliação do

sucesso do procedimento envolve a análise da manutenção de expressão do gene nas

células transformadas e a correção da doença.

Terapia gênica usando um retrovírus como vetor.

Métodos

Existe uma variedade de métodos diferentes para substituir ou reparar os genes

focados na terapia genética.

Um gene normal pode ser inserido num local não específico no genoma para

substituir um gene problemático. Essa abordagem é a mais comum.

Um gene anômalo pode ser trocado por um gene normal por meio da

recombinação.

O gene anômalo pode ser reparado por meio de mutação reversa seletiva, que

devolve ao gene suas funções normais.

A regulação (o grau em que um gene está ativo ou inativo) de um gene em

particular pode ser alterada.

Vetores para terapia gênica

       Os vetores empregados na terapia gênica são basicamente divididos em: vetores

virais, vetores não virais e métodos híbridos.

Os vetores virais são vírus manipulados geneticamente, de modo a reduzir a sua

patogenicidade, sem anular totalmente o seu poder de infectar as células do hospedeiro.

Com as técnicas da engenharia genética é possível somar ao DNA do vírus o gene que

se quer transferir a determinada célula. Deste modo, o vírus infectando a célula, trará

consigo uma ou mais cópias do gene desejado.

Os retrovírus possuem a habilidade de integrar o seu DNA dentro dos

cromossomos da célula infectada. Então, o gene será inserido no genoma das células

hospedeiras e, podem assim ser transmitidos a todas as células-filhas das infectadas.

Eles infectam somente as células que estão proliferando.

Os lentivírus, como o HIV, permitem também transferir material genético para

células que não proliferam (como os neurônios e células do fígado) ou para células

refratárias para o retrovírus (como as células retiradas da medula óssea).

Os adenoassociados de vírus também integram o seu DNA ao cromossomo da

célula hospedeira. Eles têm a vantagem de serem inofensivos para a natureza em relação

ao retrovírus, mas não são capazes de transportar genes de dimensões grandes.

Os adenovírus não são capazes de integrar o seu DNA ao cromossomo da célula

hospedeira. Eles podem transportar genes de grandes dimensões, mas a expressão deles

não dura muito tempo.

      Vetores não virais: Os lipossomos são essencialmente os únicos vetores não

virais utilizados freqüentemente. As esferas de lipídeos podem ser um importante meio

para a transferência gênica. Em comparação aos vírus, eles têm a vantagem de não

introduzir algum risco em condições de segurança, mas eles não possuem grande

eficiência e são muito seletivos.

Métodos híbridos: São métodos que combinam duas ou mais técnicas, devido a

todo método de transferência genética ter falhas.

Virossomos são um exemplo: eles combinam lipossomos com HIV ou vírus da

gripe inativos. Esse método se mostrou mais eficiente na transferência de genes em

células epiteliais respiratórias do que métodos virais ou lipossomais isolados. Outro

método é a mistura de outros vetores virais com lipídios catiônicos.

Problemas e perspectivas da terapia gênica

Apesar dos diversos protocolos clínicos aprovados para a transferência de

genes em humanos, os benefícios reais alcançados até o momento com a terapia gênica

são frustrantes e estão muito aquém das propostas iniciais. Muitas barreiras ainda

necessitam ser transpostas para que sejam alcançados resultados satisfatórios. Os

métodos de transferência gênica disponíveis, ainda que variados, são pouco eficientes e

apresentam sérias limitações quanto ao direcionamento celular. O desenvolvimento de

sistemas de transferência gênica híbridos que somem vantagens de vetores virais e não-

virais pode proporcionar uma melhora na eficiência de transfecção e na manutenção a

longo prazo da expressão do gene de interesse in vivo. Além disso, a utilização de

vetores virais em ensaios clínicos em humanos levanta questões sobre a segurança do

método em relação à mutagênese insercional e o alto potencial imunogênico desses

vírus.

A baixa expressão e a ausência de mecanismos precisos de regulação do gene

de interesse na célula-alvo dificultam ainda mais o avanço da terapia gênica como

ferramenta terapêutica. O estudo dos mecanismos relacionados à regulação da expressão

gênica pode permitir uma modulação mais refinada das regiões promotoras e a

conseqüente ativação/repressão do gene de interesse in vivo.

Outro ponto importante e que também requer maior atenção se refere à biologia

da célula-alvo. Uma melhor caracterização e o desenvolvimento de técnicas para a

identificação e o isolamento dessas células poderão facilitar o direcionamento dos

vetores e aumentar a eficiência de transfecção.

Além disso, a exemplo do que ocorre com toda nova tecnologia, a terapia

gênica também tem levantado diversas discussões nos planos éticos e filosóficos que

permanecem em debate. Existem hoje grandes discussões acerca das propostas para a

aprovação dos primeiros ensaios clínicos de terapia gênica a serem realizados durante a

vida intra-uterina ou ainda em células germinativas como forma de tratamento para

doenças hereditárias. Muitos esforços no campo da pesquisa básica ainda são

necessários para que a terapia gênica possa realmente proporcionar uma melhora

significativa e sem riscos aos pacientes e, além disso, representar uma prática rotineira

bem-sucedida no futuro. Infelizmente, os conceitos e as idéias em torno da terapia

gênica estão, hoje, muito mais avançados do que as metodologias necessárias para

satisfazer seus objetivos.

O conhecimento científico deve ser acompanhado pela sabedoria, o que não

tem sido habitual na história da humanidade. Grandes empresas têm desenvolvido e

tomado posse dessas descobertas, e seu emprego em atividades economicamente

importantes pode não acompanhar o interesse da sociedade como um todo. Estes

assuntos devem ser discutidos amplamente, de modo a permitir um maior nível de

consciência da população em geral. Nos países mais desenvolvidos, onde a comunidade

acompanha melhor o progresso científico, tem sido observada uma divisão muito grande

com relação às opiniões sobre a terapia gênica. Os opositores temem, por um lado, as

conseqüências de um processo novo e pouco previsível, e por outro sua utilização em

uma nova onda de eugenia, colocando freqüentemente a questão "estamos brincando de

ser Deus?". A corrente a favor da experimentação genética argumenta que esta questão

deveria ser igualmente aplicada à utilização de medicamentos e outros procedimentos

clínicos que alteram o curso normal de qualquer doença, e que o já extenso

desenvolvimento destas pesquisas e seu grande potencial para a cura de doenças que

afetam grande parte da humanidade continuam justificando o investimento. A grande

questão seria: existem limites para a experimentação científica? Finalmente, deve ser

lembrado que qualquer mal que possa resultar da pesquisa para a espécie humana não

será causado por qualquer descoberta, mas sim da utilização que o homem fizer dela.

Referências Bibliográficas

http://www.ufv.br/dbg/trab2002/TERAPIAG/TRG001.htm

http://pt.wikipedia.org/wiki/Terapia_gen%C3%A9tica

http://cancer.battlingforhealth.com/tag/dna/pt/

http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S141381232002000100010&script=sci

http://www.colegiosaofrancisco.com.br/alfa/terapia-genetica/terapia-genetica-

1.php