Terapia Epigenómica

Tema del artículo:

Las terapias epigenéticas, más allá de los biológicos en el tratamiento de la artritis reumatoide

Tratado de Mecanismo Epigenómico:

1. Metilación del ADN: La metilación del ADN, catalizada por las ADN metiltransferasas (DNMT), influye en la inhibición de la transcripción génica. En la AR, se observa un alto grado de metilación en promotores de moléculas proapoptóticas en fibroblastos sinoviales, contribuyendo a su supervivencia anormalmente elevada.

2. Modificaciones de Histonas (Acetilación/Desacetilación): Las histona-acetilasas (HAT) y las histona-desacetilasas (HDAC) regulan la expresión génica. La desacetilación de histonas se relaciona con el silencio transcripcional, mientras que la acetilación se asocia con un aumento en la expresión génica. La Tricostatina A (TSA), un inhibidor de las HDAC, induce la reexpresión de moléculas proapoptóticas en células sinoviales de pacientes con AR.

Cómo se Hizo (Epifármacos u Otros Métodos):

• Inhibidores de DNMT: La 5-aza citidina y la 5-aza-20-desoxicitidina como agentes demetilantes utilizados para revertir la hipermetilación anormal de genes.

• Inhibidores de HDAC: La suberoil anilida del ácido hidroxámico (SAHA), aprobada para el tratamiento de la leucemia cutánea de células T, así como el ácido fenilbutírico y el ácido valproico, que han demostrado corregir patrones alterados de expresión génica.

• Tricostatina A (TSA): Se utiliza para inducir la reexpresión de moléculas proapoptóticas en fibroblastos sinoviales, incrementando su senescencia.

Resultados:

• Los fibroblastos sinoviales en la AR muestran un programa de silenciamiento génico alterado, que podría estar relacionado con su tendencia destructiva.

• La inhibición de HDAC con TSA induce la reexpresión de moléculas proapoptóticas, sugiriendo que las células sinoviales en la AR son susceptibles de reprogramación epigenética.

• Se sugiere que las terapias epigenéticas podrían aumentar la expresión de genes reguladores que están anormalmente silenciados en la AR.

Referencia:

1.Las terapias epigenéticas, más allá de los biológicos en el tratamiento de la artritis reumatoide [Internet]. Disponible en: https://www.reumatologiaclinica.org/es-pdf-S1699258X1000063X

Técnicas de Edición de Acidos Nucléicos

Edición genética CRISPR-Cas9 para la anemia falciforme y la β-talasemia

Tipo de Edición:

In vivo y Somática

Dirigido hacia:

• Células sinoviales: El tratamiento se dirige a fibroblastos sinoviales alterados en pacientes con artritis reumatoide.

Dirigido por:

• Fármacos Epigenéticos: Utiliza inhibidores de DNMT y HDAC, como 5-aza citidina, TSA y SAHA, para modificar la expresión génica.

Órgano a tratar:

• Articulaciones: Principalmente las articulaciones afectadas por la artritis reumatoide, donde se encuentran los fibroblastos sinoviales.

Vía de Administración:

• Intravenosa u Oral: Dependiendo del fármaco utilizado; por ejemplo, 5-aza citidina se puede administrar por vía intravenosa.

Resultados:

• A Corto Plazo: Inducción de la reexpresión de moléculas proapoptóticas en fibroblastos sinoviales; mejora inicial en la inflamación articular.

• A Mediano Plazo: Posible reducción en la actividad de la enfermedad y mejora en los síntomas clínicos; reprogramación epigenética observable en las células tratadas.

• A Largo Plazo: Potencial para modificar la progresión de la enfermedad y mejorar la calidad de vida del paciente; reducción sostenida de la destrucción articular y mejor respuesta a tratamientos convencionales.

Referencias:

1.Frangoul H, Altshuler D, Cappellini MD, Chen YS, Domm J, Eustace BK, et al. CRISPR-Cas9 Gene Editing for Sickle Cell Disease and β-Thalassemia. New England Journal Of Medicine [Internet]. 5 de diciembre de 2020;384(3):252-60. Disponible en: https://doi.org/10.1056/nejmoa2031054

Terapia con Stem Cells

 TITULO: Estudio de seguimiento para evaluar la seguridad y eficacia a largo plazo de darvadstrocel (tratamiento con células madre mesenquimales) en pacientes con enfermedad de Crohn fistulizante perianal: ensayo controlado aleatorizado de fase 3 ADMIRE-CD

Tipo de Stem Cell: Células madre mesenquimales alogénicas derivadas de tejido adiposo expandidas (eASCs).

Método de obtención: Las células madre mesenquimales alogénicas expandidas derivadas de tejido adiposo (eASC) se obtienen del tejido adiposo de donantes. El proceso de expansión celular se lleva a cabo en un laboratorio especializado para obtener una cantidad suficiente de células para la terapia.

Vía de administración: Inyección local única después del curetaje del tracto fistuloso y cierre del orificio interno.

Resultados: 

A corto plazo (24 semanas): Remisión combinada (cierre de todas las aberturas externas tratadas que drenaban al inicio y ausencia de colecciones >2cm de diámetro en las fístulas perianales tratadas) en el 51.5% de los pacientes tratados con darvadstrocel vs. 35.6% en el grupo control. 

A mediano plazo (52 semanas): Remisión combinada en el 56.3% en el grupo de darvadstrocel y 38.6% en el grupo control. 

A largo plazo (104 semanas): La remisión clínica (cierre de todas las aberturas externas tratadas que drenaban al inicio) se mantuvo hasta las 104 semanas en un porcentaje significativo de pacientes tratados con darvadstrocel, en comparación con el grupo control.

REFERENCIAS:

1. Garcia-Olmo D, Gilaberte I, Binek M, D´Hoore AJL, Lindner D, Selvaggi F, et al. Follow-up Study to Evaluate the Long-term Safety and Efficacy of Darvadstrocel (Mesenchymal Stem Cell Treatment) in Patients With Perianal Fistulizing Crohn’s Disease: ADMIRE-CD Phase 3 Randomized Controlled Trial. Diseases Of The Colon & Rectum [Internet]. 10 de diciembre de 2021;65(5):713-20. Disponible en: https://doi.org/10.1097/dcr.0000000000002325

ANIMALES TRANSGÉNICOS

Análisis del proteoma hepático de ratones transgénicos de apo A-II humana: identificación de proteínas potencialmente implicadas en la regulación del metabolismo de triglicéridos y la respuesta a la insulina.

1. Tipo de Animal Transgénico

Ratón transgénico de apolipoproteína A-II humana (apo A-IIh)

2. Método de Obtención

1. Microinyección de ADN: Se inyecta ADN que contiene el gen de la apolipoproteína A-II humana en el núcleo de óvulos fertilizados de ratón.
2. Implantación: Los óvulos fertilizados que han sido modificados se implantan en una madre sustituta.
3. Selección: Se analizan los recién nacidos para identificar aquellos que han incorporado el ADN transgénico.

3. Función

• Estudio del metabolismo lipídico: Estos ratones ayudan a entender cómo la apolipoproteína A-II afecta el metabolismo de los triglicéridos y los ácidos grasos libres, así como su influencia en la sensibilidad a la insulina.
• Modelo para enfermedades cardiovasculares: Se utilizan para estudiar la progresión de enfermedades como la aterosclerosis, ya que presentan hipertrigliceridemia y alteraciones en el metabolismo lipídico cuando son alimentados con dietas ricas en grasas.
• Investigación terapéutica: Sirven como plataforma para probar nuevos tratamientos y terapias dirigidas a mejorar el metabolismo lipídico y reducir el riesgo cardiovascular.

 

Referencia: Rotllan N, Süren-Castillo S, Ribas V, Palomer X, Calpe-Berdiel L, Zapico E, et al. Análisis del proteoma hepático de ratones transgénicos de apo A-II humana: identificación de proteínas potencialmente implicadas en la regulación del metabolismo de triglicéridos y la respuesta a la insulina. Clínica E Investigación En Arteriosclerosis [Internet]. 1 de octubre de 2006;18(5):182-91. Disponible en: https://doi.org/10.1016/s0214-9168(06)73686-5 

Ventajas y Desventajas de  Animal transgénico

Ventajas de los Animales Transgénicos

1. Producción de Proteínas Terapéuticas: Pueden ser utilizados para producir proteínas humanas complejas, como hormonas y anticuerpos.
2. Modelos para Investigación Biomédica: Permiten el estudio de enfermedades humanas al crear modelos que simulan condiciones patológicas, facilitando la investigación sobre tratamientos y medicamentos.
3. Mejoramiento Genético: Se pueden modificar genéticamente para mejorar características productivas en la agricultura y la ganadería, como resistencia a enfermedades o aumento en la producción de leche y carne.
4. Producción de Tejidos y Órganos: Algunos animales transgénicos están diseñados para ser donantes de órganos, lo que podría ayudar a abordar la escasez de órganos para trasplantes en humanos.
5. Reducción del Uso de Recursos: La producción de animales transgénicos puede llevar a un uso más eficiente de recursos como agua y alimento, contribuyendo a una agricultura más sostenible.

Desventajas de los Animales Transgénicos

1. Riesgos para la Biodiversidad: La introducción de animales transgénicos en el medio ambiente podría afectar la biodiversidad local, alterando ecosistemas y provocando la extinción de especies nativas.
2. Preocupaciones Éticas: Existen debates éticos sobre el bienestar animal y el uso de técnicas que pueden causar sufrimiento a los animales durante el proceso de modificación genética.
3. Posibles Efectos Secundarios: La modificación genética puede llevar a cambios inesperados en el comportamiento o la salud del animal, lo que podría tener consecuencias no deseadas tanto para el animal como para los humanos que consumen productos derivados.
4. Regulación y Aceptación Pública: Los animales transgénicos enfrentan regulaciones estrictas y una aceptación pública variable, lo que puede limitar su desarrollo y uso en la industria.
5. Dependencia Tecnológica: La creación y mantenimiento de animales transgénicos requieren tecnología avanzada y recursos significativos, lo que puede crear dependencia en ciertas empresas o instituciones que poseen dicha tecnología.

 

Referencias: Tchernitchin AN. Organismos Transgénicos: Ventajas y Riesgos. Transgenic Organisms: Advantages And Risks [Internet]. 1 de enero de 2004;115-9. Disponible en: https://pesquisa.bvsalud.org/portal/resource/pt/lil-390539

ADN Recombinante

 ADN Recombinante en la naturaleza:

La transferencia horizontal de genes (THG) es un mecanismo crucial en la evolución  genética de las bacterias, que permite el intercambio del mismo entre diferentes especies sin necesidad de reproducción sexual. Se produce principalmente a través de tres mecanismos: transformación, transducción y conjugación. De estos, la conjugación es el método más común y extendido, donde un donante bacteriano transfiere ADN a un receptor mediante contacto célula a célula, generalmente mediado por plásmidos.

Un ejemplo puede ser potencial de THG en bacterias aisladas de un pasivo ambiental contaminado con grasas en la mina de Cerrejón. Se identificaron cepas bacterianas con resistencia a varios antibióticos y se realizaron ensayos de conjugación in vitro y en microcosmos de suelo. Los resultados mostraron que las cepas seleccionadas podían transferir genes entre sí, lo que sugiere que la conjugación podría ser utilizada para mejorar procesos de biorremediación al facilitar la adaptación bacteriana a ambientes contaminados. Esto podría llevar a la creación de consorcios bacterianos más eficientes para la degradación de contaminantes orgánicos

Referencia: 

1.Rozo C, Dussán J. Análisis de transferencia horizontal de genes en ensayos de biorremediación con grasas recalcitrantes [Internet]. Disponible en: http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0123-34752010000100003 

ADN recombinante artificial:

1.Tema: Clonación de cDNA del factor de crecimiento similar a la insulina-1 (IGF-1) bovino. 

2.Objetivo: Clonar gen de IGF-1 de Buffalo egipcio y expresar proteína en E. coli, facilitando producción a grandes escala de factor de crecimiento similar a la insulina 1. Ayudando a déficit hormonal y trastornos metabólicos, además de mejorar el desarrollo embrionario en el ganado.

3.Gen o secuencia a copiar: cDNA de IGF-1 (~543 bp). 

4.Enzima de restricción: No se especifica en el documento. 

5.Enzima ligasa: DNA ligase utilizada para la ligación del cDNA al vector. 

6. Vector: pTARGET™. Célula receptora: E. coli JM109 procariota.

7. Mecanismo de transferencia o inserción del gen: Ligasión del cDNA al vector seguido de transformación en E. coli. 

8.Método de identificación de clones: Selección mediante cultivo en LB/ampicilina/X-Gal. Y RT-PCR para clonación de IGF-1 de ADNc de búfalos y trasformación a E. coli.

9.Métodos de identificación de la proteína recombinante: Análisis por SDS-PAGE para verificar la expresión del IGF-1.

10. Proteína recombinante: IGF-1 bobino

11. Eficacia: para probar la eficacia de IGF-1 recombinante se realizo un análisis SDS-PAGE para verificar expresión de la proteína recombinante, revelando que esta expreso un tamaño esperado de 7.6kDa. Se verifico su actividad biológica proliferativa utilizando líneas celulares HeLa.

Referencias:

Aboul-Soud MAM. cDNA Cloning of a Bovine Insulin-like growth factor-1 from Egyptian Buffalos and Expression of its Recombinant Protein in Escherichia coli. Arquivo Brasileiro de Medicina Veterinária E Zootecnia [Internet]. 1 de abril de 2020;72(2):523-34. Disponible en: https://www.scielo.br/j/abmvz/a/kQQwt5NQW5C6xq4VgKcrkPH/?lang=en

¿LOS GENES TE PUEDEN HACER MAS PROPENSO A LA COLELITIASIS ?

Investigaciones sobre genoma han detectado varios loci genéticos independientes que podrían ser los causantes de la colelitiasis. Además, se presenta un riesgo elevado cuando hay un nivel alto de campesterol plasmatico. La colocalización genética reveló que el SNP principal, rs4299376, localizado en el loci de ABCG5/ABCG8, tenia relación con campesterol plasmático. Esto sugiere que el traslado de esterol vegetal o colesterol desde la sangre hasta el conducto biliar o el lumen intestinal podría ser un factor para evitar o prevenir la aparición de cálculos biliares de colesterol.

Referencias: Mi J, Jiang Q, Qi Z, Liu Z, Bai X, Zheng X, et al. Plasma campesterol and ABCG5/ABCG8 gene loci on the risk of cholelithiasis and cholecystitis: evidence from Mendelian randomization and colocalization analyses. Human Genomics [Internet]. 2024 Feb 12;18(1). Available from: https://link.springer.com/article/10.1186/s40246-024-00583-y

Como afectó el SARS-CoV-2 a la genética humana

Infectó a las células humanas utilizando la enzima ACE2 como receptor principal y las proteasas TMPRSS2, furina y catepsinas que facilitan su entrada. Mutaciones en la proteína S del virus, responsable de su adhesión celular, son clave para la virulencia y evolución de variantes como α, β, Y y Δ. Entre los genes humanos implicados en la susceptibilidad destacan ACE2, TMPRSS2, DDX1, y la familia IFITM, regulan la replicación viral y la respuesta inmune. El gen IFNAR2 ayuda en la acción antiviral al inducir proteínas estimuladas por interferones. 

REFERENCIAS: Rodríguez Duque Raisa, Rodríguez Moldón Yarimi, Díaz Armas María Teresa. Genes humanos asociados a la infección por el SARS-CoV-2. Gac Méd Espirit [Internet]. 2022 Abr [citado 2024 Nov 24] ; 24( 1 ): 102-119. Disponible en: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1608-89212022000100102&lng=es. Epub 01-Abr-2022

Neumonía y sus variantes genéticas

La parte de la genética del huésped que tiene esta patología el gen de la familia CYP pulmonar, CYP1A1 cuenta con estudios que comprueban su ayuda en la inflamación pulmonar y la propensión a contraer neumonía. El gen CYP1A1 tiene tres variantes, de las que rs2606345 y rs1048943 se presentan como factores de riesgo, siendo así que hacen al paciente más susceptible a la neumonía. Explicando así como la neumonía ataca de manera brusca a ciertos pacientes, y a otros no.

REFERENCIA:

Guin D, Yadav S, Singh P, Singh P, Thakran S, Kukal S, et al. Human genetic factors associated with pneumonia risk, a cue for COVID-19 susceptibility. Infection Genetics And Evolution [Internet]. 8 de mayo de 2022;102:105299. Disponible en: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9080029/

Genes puedes hacerte más propenso a padecer apendicitis aguda.

Se ha descubierto que el gen PITX2 es uno de los principales asociados con la aparición de esta patología. Además, existe relación con genes como: Uba7, CD53 y RhoA. Cuando hay una mayor transcripción de PITX2is y CD53, se presenta una apendicitis aguda severa. Mientras que una alta transcripción de UBA7 y RhoA, se asocia con apendicitis complicada y perforada.

REFERENCIA: Ulises CARDRMHA Buenfil Fuentes Renata, Sorsby Vargas Andrew Michael, Rodríguez Wong. Relación embriológica y genética en la patogénesis apendicular [Internet]. Disponible en: https://www.imbiomed.com.mx/articulo.php?id=116462