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12.4.6. Terapia genica

Terapia génica

La terapia génica es el proceso por el que se modifica el material genético de células afectadas para reemplazar genes defectuosos y corregir el daño que causan en el organismo o dotar a las células de una nueva función que cubra las deficiencias en un determinado tejido. Trata de eliminar las causas de la enfermedad para eliminar o reducir los síntomas que produce.

Cuestión de reflexión

Cataluña, Septiembre de 2019, opción B, ejercicio 3, apartado 3

La terapia génica es un posible tratamiento para las enfermedades causadas por mutaciones genéticas. [1 punto]

a) En el caso de la anemia de células falciformes, se han realizado ensayos de terapia génica en células de la médula ósea. Esta técnica, que se representa en el esquema de la derecha, consiste en la introducción del alelo normal en las células afectadas mediante un vector. La tabla que se encuentra a continuación explica los diferentes pasos de la técnica aplicada, pero están dispuestos de manera desordenada. Complétala escribiendo en la columna de la izquierda el número del esquema que corresponde a cada paso del proceso. (0,6 puntos)

Número correspondiente del esquema	Explicación del paso
	El virus usado como vector infecta las células extraídas del paciente.
	Las células genéticamente modificadas expresan el gen HbA y originan eritrocitos normales.
	Se introduce el gen HbA en el genoma del virus usado como vector.
	Algunas células del paciente incorporan el gen HbA a su genoma.
	Se seleccionan las células que han incorporado el gen HbA y se introducen al paciente.
	Se extraen células de la médula ósea del paciente.
	Se altera genéticamente un virus para impedir que pueda reproducirse.

b) Un médico que ha tratado a un paciente con anemia de células falciformes comunica al paciente que la terapia génica que le han aplicado ha sido un éxito y que ya no se observan eritrocitos anómalos en su sangre. Después de escuchar esta buena noticia, él le pregunta: "Así que, si alguna vez tengo un hijo o una hija, ¿ya no podrá heredar el gen defectuoso, verdad?" Explique qué le debería responder el médico. Justifique la respuesta. (0,4 puntos)

Retroalimentación

Número correspondiente del esquema	Explicación del paso
4	El virus usado como vector infecta las células extraídas del paciente.
7	Las células genéticamente modificadas expresan el gen HbA y originan eritrocitos normales.
3	Se introduce el gen HbA en el genoma del virus usado como vector.
5	Algunas células del paciente incorporan el gen HbA a su genoma.
6	Se seleccionan las células que han incorporado el gen HbA y se introducen al paciente.
1	Se extraen células de la médula ósea del paciente.
2	Se altera genéticamente un virus para impedir que pueda reproducirse.

b) El paciente, después de pasar la terapia génica, sí puede transmitir el gen defectuoso (o el alelo HbS) a sus hijos. El tratamiento de terapia génica solo se realiza en células de la médula ósea (lo dice al inicio del enunciado), y estas no transmiten a la generación siguiente sus cromosomas ya que son células somáticas y no intervienen en la reproducción del individuo.

Cuestión de reflexión

Cataluña, prueba extraordinaria de 2023, ejercicio 3, apartado 3

En el año 2019 se aprobó un medicamento llamado Zolgensma, que consiste en una terapia génica para la AME. Una única inyección intravenosa, que contiene el adenovirus modificado AAV9 con el gen SMN1 sano, se convirtió, en enero de 2021, en el medicamento más caro del mundo (2,1 millones de dólares por dosis).

En una revista de divulgación científica se publicó una noticia a raíz de la polémica que comportó el precio de este medicamento. El texto siguiente corresponde a la parte de esta noticia donde se explica en qué consiste una terapia génica y uno de sus inconvenientes, pero contiene cuatro errores. Escriba en la tabla de abajo tres de los errores y corríjalos. [1 punto]

«Para preparar Zolgensma, primeramente se debe cortar el gen SMN1 sano con unos enzimas llamados ligasas. Posteriormente, este gen se debe unir a la superficie de la cápside del adenovirus modificado AAV9. Estos virus, modificados para que no puedan replicarse, logran penetrar en las neuronas motoras y aportar copias del gen SMN1 sano. Zolgensma es más efectivo si se administra a bebés que ya tienen síntomas graves de la enfermedad. Uno de los inconvenientes detectados en los ensayos clínicos es la presencia de anticuerpos contra los adenovirus AAV9. Estos anticuerpos provenían de la lactancia de los bebés. Este tipo de inmunidad artificial y pasiva neutraliza el virus y el medicamento se vuelve ineficiente.»

Retroalimentación

Error	Corrección
Para preparar Zolgensma, primero se debe cortar el gen SMN1 sano con unos enzimas llamados ligasas.	Los enzimas que se usan para cortar los genes son las endonucleasas o enzimas de restricción.
Posteriormente este gen se debe unir a la superficie de la cápsida del adenovirus modificado AAV9.	El gen que se desea transferir se debe incorporar al interior de la cápsida y no a su superficie para asegurar que se puedan introducir en las células diana.
Zolgensma es más efectivo si se administra a bebés que ya tienen síntomas graves de la enfermedad.	Seguramente es más efectivo hacer el tratamiento cuando aún no han aparecido síntomas o estos son leves, ya que de esta manera es más probable que estos reviertan por la terapia. Este hecho es más evidente al tratarse de una enfermedad que afecta el tejido nervioso, el cual tiene una tasa baja de capacidad de regeneración.
Uno de los inconvenientes que se han detectado en los ensayos clínicos realizados es la presencia de anticuerpos contra adenovirus AAV9 procedentes de la lactancia de los niños. Este tipo de inmunidad artificial y pasiva neutraliza el virus y el medicamento es ineficiente.	Los anticuerpos que las madres transfieren a los bebés durante la lactancia constituyen un tipo de inmunidad natural ya que es la madre quien los sintetiza.

Cuestión de reflexión

Cataluña, Junio de 2024, bloque 1, ejercicio 3.3.

Algunos ratones son homocigotos para el alelo ABCA4 no funcional y, por tanto, tienen la enfermedad de Stargardt. Actualmente se investiga un tratamiento de terapia génica en estos ratones. Esta terapia consiste en introducir el gen ABCA4 funcional en las células de la retina de los ratones con el objetivo de frenar la progresión de la enfermedad y revertir la pérdida de la visión. [1 punto]
La siguiente figura muestra una parte del procedimiento de esta terapia:

Fuente: Adaptación realizada a partir de una imagen de https://padiracinnovation.org.

a) ¿Cuál es la función del virus en este procedimiento de terapia génica?
b) Explique qué función realizan las enzimas de restricción y las ligasas en la obtención del ADN recombinante que contiene el gen ABCA4 funcional.

Función de las enzimas de restricción:
Función de las ligasas:

Retroalimentación

a) Función del virus en este procedimiento de terapia génica:

En el procedimiento de terapia génica, el virus actúa como un vector de clonación para el ADN recombinante que contiene el gen ABCA4 funcional. Los virus tienen la capacidad natural de infectar células e insertar su material genético en ellas. En esta terapia, el gen ABCA4 funcional es introducido en el ADN del virus, creando así un ADN recombinante. Luego, este virus modificado infecta las células de la retina de los ratones, llevando el gen ABCA4 funcional al núcleo de estas células. Esto permite que las células de la retina expresen el gen funcional y potencialmente frenen la progresión de la enfermedad de Stargardt y reviertan la pérdida de visión.

b) Función de las enzimas de restricción y las ligasas en la obtención del ADN recombinante que contiene el gen ABCA4 funcional:

Función de las enzimas de restricción:

Las enzimas de restricción son proteínas que actúan como "tijeras moleculares" y son capaces de cortar el ADN en secuencias específicas de nucleótidos. En la obtención del ADN recombinante, las enzimas de restricción se utilizan para cortar tanto el ADN viral como el ADN que contiene el gen ABCA4 funcional en lugares específicos. Esto genera fragmentos de ADN con extremos que pueden unirse entre sí.

Función de las ligasas:

Las ligasas son enzimas que actúan como "pegamento molecular" y se encargan de unir los fragmentos de ADN. Después de que las enzimas de restricción han cortado el ADN, las ligasas se utilizan para unir el fragmento de ADN que contiene el gen ABCA4 funcional con el ADN del virus. Esta unión forma el ADN recombinante, que contiene el gen ABCA4 funcional integrado en el ADN del virus, listo para ser entregado a las células de la retina a través del proceso de infección viral.

Preguntas que han salido en exámenes de acceso a la Universidad (PAU, Selectividad, EBAU, EvAU)

Aragón, Junio de 2023, pregunta 8

d) Defina los siguientes conceptos: Biorremediación, terapia génica, biotecnología y PCR. (1,2 puntos)

Aragón, Junio de 2021, pregunta 9

En los últimos treinta años, más de un centenar de jóvenes han muerto en Francia por la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob, debido a que en los años 80 fueron tratados con hormona del crecimiento contaminada obtenida de cadáveres, una práctica habitual hasta que dicha hormona pudo ser sintetizada de manera artificial en el laboratorio: (2 puntos)

a) Defina biotecnología. (0,2 p)
b) Cite tres ejemplos concretos (distintos al ejemplo del enunciado) en los que se utilicen microorganismos en diferentes ámbitos de la biotecnología. (0,6 p)
c) Defina los siguientes conceptos: ingeniería genética, ADN recombinante y enzimas de restricción. (1,2 p)

Aragón, Julio de 2020, cuestión 5

5. Responda las siguientes cuestiones: (2 puntos)

a) Defina biorremediación. Ponga dos ejemplos. (0,8 puntos)
b) Defina enzimas de restricción, organismo modificado genéticamente (OGM) y terapia génica (1,2 puntos)

Asturias, Julio de 2023, pregunta 7.

Se ha obtenido una planta tomatera, Solanum lycopersicum, que produce levodopa, también denominado L-DOPA, que se utiliza como fármaco para tratar la enfermedad de Parkinson, un trastorno neurodegenerativo que produce pérdida del control de los movimientos.

a. ¿Qué hay que hacer para que una planta, como la tomatera que se nombra en el texto, pueda sintetizar una molécula que no está en su genoma? (Calificación 0.5 puntos)
b. ¿Cómo se llama la técnica que permite obtener una molécula de ADN artificial con secuencias de ADN de dos organismos distintos? (Calificación 0.5 puntos)
c. ¿Qué es la terapia génica? (Calificación 0.5 puntos)
d. Indica dos aplicaciones de los organismos modificados genéticamente distintos a la descrita en el texto. (Calificación 0.5 puntos)

Cantabria, Julio de 2023, pregunta 5

La insulina es una hormona producida en el páncreas que controla el metabolismo de la glucosa. Su déficit o ausencia provoca la diabetes. Actualmente la industria farmacéutica produce insulina humana a partir de un cultivo bacteriano. Razone cómo es esto posible siendo dos organismos (el ser humano y la bacteria) tan diferentes.

Castilla y León, Julio de 2023, pregunta 5

En relación con la biotecnología:

a) Indique los microorganismos que se utilizan en los procesos de fabricación del yogurt, el pan y la cerveza. ¿Qué procesos metabólicos tienen lugar en cada caso? (0,9)
b) Indique otro uso de los microorganismos de utilidad para el hombre. (0,2)
c) Indique en qué consiste los siguientes procesos: biorremediación, terapia génica, PCR. (0,9)

Castilla y León, Julio de 2024, pregunta 5

a) Definir organismo transgénico. Indicar un ejemplo y su utilidad. (0,8)
b) Definir: biotecnología, terapia génica, biorremediación y plásmido bacteriano. (1,2)

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