Universidad Autónoma de Nuevo LeónFacultad de CIencias BIológicas Licenciatura en biotecnología genómica
Dosier de Vectores Virales y no Virales
UA: Terapia Génica Facilitador: Dra. Brenda González Hernández
Alumnos:
- Castellanos Espinosa Mireya 2034736
- Soto Lara Fernando Guadalupe 1894658
14 de Septiembre de 2023
Definición General de Terapia Génica
Métodos Químicos para Crear Vectores
Métodos Físicos para Crear Vectores
Vectores de Fusión
Biopolímeros
Inmunoliposomas
Dentrímeros
Vectores Mediados por el Receptor
Vectores Virales
Referencias
Terapia Génica
Los productos de terapia génica forman parte de la categoría de medicamentos de terapia avanzada. En la terapia génica, se introduce material genético en las células con el fin de lograr un efecto terapéutico, ya sea mediante la complementación de un gen dañado, la reparación de un gen dañado o la otorgación de una nueva función a la célula.
Para llevar a cabo la transferencia de genes completos, se emplean vectores o vehículos, que comúnmente están compuestos por virus recombinantes que no poseen capacidad patógena.
Métodos Quimicos
Vectores No Virales
Realizado y mecanismo de acción
Transferencia con fosfato de calcio
Este método se basa en la capacidad de los iones de calcio para formar precipitados insolubles con el ADN, lo que permite que el material genético se introduzca en las células
Preparación de la solución de fosfato de calcio: Solución de fosfato de sodio (por ejemplo, fosfato dibásico de sodio, Na2HPO4) con una solución de cloruro de calcio (CaCl2).
Representacion grafica de la transferencia con fosfato de calcio y su proceso de coprecipitación de nanopartículas en presencia de moléculas de ADN.
Métodos Físicos
Vectores No Virales
Microinyección
Es una inyección de DNA direacto al Núcleo de la Celula.Se usa un micromanipulador
Utilización
Propiedades
DNA Desnudo
Ventajas y Desventajas
Funciones
Introducción de DNA en una solución salina/sérica y es insertada por inyección intramuscular pasando por el poro nuclear de la célula
Propiedades
Baja o nula integración con el genomaSolo in vivoBajo porcentaje de transfección
Biobalística
Microproyectiles
El plásmido de DNA está situado en la superficie y se dispara por medio de una descarga eléctria o gas,, utilizando partículas de metales de 1µm-20µm, penetrando hasta 20 capas-.
Propiedades
Usos
- Produce muerte celular
- Es de fácil manejo
- Integración múltiple
- se usa tanto in vitro como in vivo
- Eficacia variable y expresión transitoria
Construcción
Electroporación
Definición
Aplicación de una corriente electrica a la célula para abrir poros en la membrana celular que permiten la entrada de un gen
Sonoporación
Ventajas y Desventajas
Construcción
Info
Definición
Uso de ondas ultrasonicas de baja intensidad que generan microporos en la membrana incrementando la permeabilidad.
Magntetotransfección
Elementos
Construcción
Ventajas y Desventajas
- Imán
- Partículas magnéticas
- Buffer
- Transgen
- Células
- Platina
- Agregar partículas catiónicas
- Colocación en un buffer
- Colocación de un pulso magnético en un plato
- Se introduce el gen a la célula con la fuerza magnética
- aplicable a vectores virales y no virales.
- Método sencillo y eficaz.
- Transfección rápida.
- Transfección de ARNmi
Influencia del tamaño en el tiempo de introducción y de direccionamiento
Inyección Hidrodinámica
También llamada transferencia de genes hidrodinámica, solución que contiene genes que se infunden rápidamente en los vasos para facilitar la transferencia de sustancias a las células de la parénquima
Vectores de fusion
Vectores No Virales
Cuando el DNA esta dentro del liposoma se le llama lipoplex
Liposomas
Los liposomas son sistemas portadores compuestas principalmente de lípidos, que se utilizan como sistemas de entrega de material genético a las células. Su funcionamiento se basa en la capacidad de los liposomas para encapsular y transportar ADN o ARN terapéutico a las células para lograr una carga selectiva del agente terapéutico.
Creación de lipoplex
1. Selección de lípidos: Se seleccionan los lípidos apropiados para la formación de los lipoplex (capacidad de formar vesículas lipídicas)2. Preparación de los lípidos: Los lípidos se disuelven en un solvente orgánico adecuado (como cloroformo o éter) para crear una solución lipídica. 3. Extracción del solvente: Se elimina el solvente orgánico de la solución lipídica. 4. Rehidratación de los lípidos: Se añade una solución acuosa para rehidratar los lípidos y provoca la formación espontánea de liposomas. 5. Agregación del material genético: El material genético (ADN o ARN terapéutico) se mezcla con los liposomas recién formados.
Cationicos
Anionicos
Neutros
- Para constructos de lipoplex
- No tienen una carga neta, ya que no poseen grupos cargados positiva o negativamente.
- Ventajas. Versatiles - Desventajas. Menor eficiencia de transfección
- Transportador de drogas sitio-especificas
- Carga neta negativa debido a grupos fosfato
- Ventajas. Menos toxicos y mas estabilidad - Desventajas. Menor eficiencia de transfección
- Complejos DNA-Liposoma
- Carga neta positiva debido a grupos amino o amonio cuaternario
- Ventajas. Alta transfección - Desventajas. Toxicidad y potencial inflamatorio
Variantes
Biopolímeros
Vectores No Virales
Biopolímeros
Son macromoléculas producidas por el organismo vivo con la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros.
Ejemplos de Biopolimeros
Dentrímeros
Mejoras
Definición
Ventajas y Desventajas
Construcción
Función
Vectores de eNdOCITOSIS
Vectores No Virales
Inmunoliposomas
Esta selectividad se logra mediante la conjugación de anticuerpos o ligandos específicos en la superficie de los liposomas, lo que les permite reconocer y unirse a las células objetivo.
Vehículos de entrega altamente selectivos que se utilizan en terapia génica para dirigir material genético terapéutico a células específicas del sistema inmunológico o tejidos enfermos.
Creación de inmunoliposoma
1. Selección de lípidos y conjugacion de anticuerpos: Se seleccionan los lípidos apropiados y se conjugan los anticuerpos monoclonales o ligandos específicos2. Preparación de los lípidos: Los lípidos se disuelven en un solvente orgánico. 3. Extracción del solvente: Se elimina el solvente orgánico de la solución lipídica. 4. Rehidratación de los lípidos: Se añade una solución acuosa para rehidratar los lípidos y provoca la formación espontánea de liposomas. 5. Formación de inmunoliposomas: Durante la rehidratación, los liposomas incorporan automáticamente los lípidos conjugados con los anticuerpos o ligandos en su membrana lipídica.
Mecanismo de acción
Mediados por receptor
Permiten una entrega altamente selectiva del material genético terapéutico a células específicas al aprovechar la interacción entre un ligando específico y un receptor en la superficie de las células objetivo.
Creación
1. Selección del receptor: Receptor específico de las células que se pretende tratar. 2. Diseño del ligando: Se diseña un ligando específico que se una selectivamente a este receptor. 3. Conjugación del ligando: El ligando o anticuerpo diseñado se une al vector de terapia génica de una manera que permita su exposición en la superficie del vector (conjugación química o genética) 4. Producción del vector mediado por receptor: El vector modificado con el ligando o anticuerpo se produce en el laboratorio utilizando técnicas de biología molecular.
Mecanismo de acción
Vectores virales
Adenovirus
Ventajas y Desventajas
Morfología/Estructura
Ciclo y Genes
Definición
Construcción
Tipos de generación
Características
Adenovirus Asociados
Construcción
Ventajas y Desventajas
- Se necesita de Helper para que pueda formar una partícula viral.
- Se empacan 5 Kb de DNA máximo.
- La selección de AAV será en función del tropismo del serotipo.
- Poseeen 5 tipos de AAV pero el AVV2 es el más viable.
Ciclo Replicativo
Morfología
Genoma
Elementos
Gammaretrovirales
La estructura es simple ya que carece de proteínas reguladoras y accesorias que son características de los lentivirus.Está basaado en virus de Leucemia murina Mo-MLV.
Ventajas y desventajas
Construcción
Variantes
Elementos
IMétodo de entrada
Lentivirales
- infecta celulas en división y no división
- Su complejo le permite entrar a la membrana del núcleo sin dañarla.
Generaciones
Lorem ipsum dolor
Ventajas y Desventajas
Retrovirales
Tiene elementos nucléicos en cis.Secuencias provirales que pueden acomodar el gen de interes
Info
Referencias
- Bollard C., Russell C., Cruz Y., Brenner M (2010) CHAPTER 19 - Gene Therapy and Allergy. https://doi.org/10.1016/B978-1-4377-0271-2.00019-5.
- Chis AA, Dobrea C, Morgovan C, Arseniu AM, Rus LL, Butuca A, Juncan AM, Totan M, Vonica-Tincu AL, Cormos G, Muntean AC, Muresan ML, Gligor FG, Frum A. Applications and Limitations of Dendrimers in Biomedicine. Molecules. 2020 Sep 1;25(17):3982. doi: 10.3390/molecules25173982. PMID: 32882920; PMCID: PMC7504821.
- Christian A. Clement, Lars A. Larsen, Søren T. Christensen, (2009) Chapter 9 - Using Nucleofection of siRNA Constructs for Knockdown of Primary Cilia in P19.CL6 Cancer Stem Cell Differentiation into Cardiomyocytes, Methods in Cell Biology, Academic Press, Volume 94, Pages 181-197,https://doi.org/10.1016/S0091-679X(08)94009-7.
- Creative Biolabs. (2022) Hydrodynamic Intravascular Injection. https://www.creative-biolabs.com/gene-therapy/hydrodynamic-intravascular-injection.htm
- Cho, H., Stuart, J. M., Magid, R., Danila, D. C., Hunsaker, T., Pinkhassik, E., & Hasty, K. A. (2014). Theranostic immunoliposomes for osteoarthritis. Nanomedicine : nanotechnology, biology, and medicine, 10(3), 619–627. https://doi.org/10.1016/j.nano.2013.09.004
- Lee, Y., & Thompson, D. H. (2017). Stimuli-responsive liposomes for drug delivery. Wiley interdisciplinary reviews. Nanomedicine and nanobiotechnology, 9(5), 10.1002/wnan.1450. https://doi.org/10.1002/wnan.1450
- Smith, C. I. E., & Blomberg, P. (2017). Genterapi – från idé till verklighet - Ännu har få patienter behandlats och preparaten är ofta mycket dyra – men utvecklingen går fort nu [Gene therapy – from idea to reality]. Lakartidningen, 114, EWYL.
- Khalifehzadeh, R. y Arami, H. (2020). Nanopartículas biodegradables de fosfato de calcio para la terapia del cáncer. Avances en la ciencia coloidal y de interfaz, 279, 102157. https://doi.org/10.1016/j.cis.2020.102157
- Reeves, K. C., Shah, N., Muñoz, B., & Atwood, B. K. (2022). Opioid Receptor-Mediated Regulation of Neurotransmission in the Brain. Frontiers in molecular neuroscience, 15, 919773. https://doi.org/10.3389/fnmol.2022.919773
- Rodriguez R. (2020) Dimeros: Definición y formación. https://estudyando.com/dimer-definicion-y-formacion/
- Rozalén J., Ceña V., Jordán. (2003) Terapia génica. Vectores de expresión. Vol. 22. Núm. 8. páginas 102-108. https://www.elsevier.es/es-revista-offarm-4-articulo-terapia-genica-vectores-expresion-13051502
- Tomizawa M, Shinozaki F, Motoyoshi Y, Sugiyama T, Yamamoto S, Sueishi M. (2013) Sonoporation: Gene transfer using ultrasound. World J Methodol. 2013 Dec 26;3(4):39-44. doi: 10.5662/wjm.v3.i4.39. PMID: 25237622; PMCID: PMC4145571.
EVIDENCIA 1 TERAPIA GÉNICA
Mireya Castellanos Espinosa
Created on September 9, 2023
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Universidad Autónoma de Nuevo LeónFacultad de CIencias BIológicas Licenciatura en biotecnología genómica
Dosier de Vectores Virales y no Virales
UA: Terapia Génica Facilitador: Dra. Brenda González Hernández
Alumnos:
14 de Septiembre de 2023
Definición General de Terapia Génica
Métodos Químicos para Crear Vectores
Métodos Físicos para Crear Vectores
Vectores de Fusión
Biopolímeros
Inmunoliposomas
Dentrímeros
Vectores Mediados por el Receptor
Vectores Virales
Referencias
Terapia Génica
Los productos de terapia génica forman parte de la categoría de medicamentos de terapia avanzada. En la terapia génica, se introduce material genético en las células con el fin de lograr un efecto terapéutico, ya sea mediante la complementación de un gen dañado, la reparación de un gen dañado o la otorgación de una nueva función a la célula.
Para llevar a cabo la transferencia de genes completos, se emplean vectores o vehículos, que comúnmente están compuestos por virus recombinantes que no poseen capacidad patógena.
Métodos Quimicos
Vectores No Virales
Realizado y mecanismo de acción
Transferencia con fosfato de calcio
Este método se basa en la capacidad de los iones de calcio para formar precipitados insolubles con el ADN, lo que permite que el material genético se introduzca en las células
Preparación de la solución de fosfato de calcio: Solución de fosfato de sodio (por ejemplo, fosfato dibásico de sodio, Na2HPO4) con una solución de cloruro de calcio (CaCl2).
Representacion grafica de la transferencia con fosfato de calcio y su proceso de coprecipitación de nanopartículas en presencia de moléculas de ADN.
Métodos Físicos
Vectores No Virales
Microinyección
Es una inyección de DNA direacto al Núcleo de la Celula.Se usa un micromanipulador
Utilización
Propiedades
DNA Desnudo
Ventajas y Desventajas
Funciones
Introducción de DNA en una solución salina/sérica y es insertada por inyección intramuscular pasando por el poro nuclear de la célula
Propiedades
Baja o nula integración con el genomaSolo in vivoBajo porcentaje de transfección
Biobalística
Microproyectiles
El plásmido de DNA está situado en la superficie y se dispara por medio de una descarga eléctria o gas,, utilizando partículas de metales de 1µm-20µm, penetrando hasta 20 capas-.
Propiedades
Usos
Construcción
Electroporación
Definición
Aplicación de una corriente electrica a la célula para abrir poros en la membrana celular que permiten la entrada de un gen
Sonoporación
Ventajas y Desventajas
Construcción
Info
Definición
Uso de ondas ultrasonicas de baja intensidad que generan microporos en la membrana incrementando la permeabilidad.
Magntetotransfección
Elementos
Construcción
Ventajas y Desventajas
Influencia del tamaño en el tiempo de introducción y de direccionamiento
Inyección Hidrodinámica
También llamada transferencia de genes hidrodinámica, solución que contiene genes que se infunden rápidamente en los vasos para facilitar la transferencia de sustancias a las células de la parénquima
Vectores de fusion
Vectores No Virales
Cuando el DNA esta dentro del liposoma se le llama lipoplex
Liposomas
Los liposomas son sistemas portadores compuestas principalmente de lípidos, que se utilizan como sistemas de entrega de material genético a las células. Su funcionamiento se basa en la capacidad de los liposomas para encapsular y transportar ADN o ARN terapéutico a las células para lograr una carga selectiva del agente terapéutico.
Creación de lipoplex
1. Selección de lípidos: Se seleccionan los lípidos apropiados para la formación de los lipoplex (capacidad de formar vesículas lipídicas)2. Preparación de los lípidos: Los lípidos se disuelven en un solvente orgánico adecuado (como cloroformo o éter) para crear una solución lipídica. 3. Extracción del solvente: Se elimina el solvente orgánico de la solución lipídica. 4. Rehidratación de los lípidos: Se añade una solución acuosa para rehidratar los lípidos y provoca la formación espontánea de liposomas. 5. Agregación del material genético: El material genético (ADN o ARN terapéutico) se mezcla con los liposomas recién formados.
Cationicos
Anionicos
Neutros
- Para constructos de lipoplex
- No tienen una carga neta, ya que no poseen grupos cargados positiva o negativamente.
- Ventajas. Versatiles - Desventajas. Menor eficiencia de transfección- Transportador de drogas sitio-especificas
- Carga neta negativa debido a grupos fosfato
- Ventajas. Menos toxicos y mas estabilidad - Desventajas. Menor eficiencia de transfección- Complejos DNA-Liposoma
- Carga neta positiva debido a grupos amino o amonio cuaternario
- Ventajas. Alta transfección - Desventajas. Toxicidad y potencial inflamatorioVariantes
Biopolímeros
Vectores No Virales
Biopolímeros
Son macromoléculas producidas por el organismo vivo con la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros.
Ejemplos de Biopolimeros
Dentrímeros
Mejoras
Definición
Ventajas y Desventajas
Construcción
Función
Vectores de eNdOCITOSIS
Vectores No Virales
Inmunoliposomas
Esta selectividad se logra mediante la conjugación de anticuerpos o ligandos específicos en la superficie de los liposomas, lo que les permite reconocer y unirse a las células objetivo.
Vehículos de entrega altamente selectivos que se utilizan en terapia génica para dirigir material genético terapéutico a células específicas del sistema inmunológico o tejidos enfermos.
Creación de inmunoliposoma
1. Selección de lípidos y conjugacion de anticuerpos: Se seleccionan los lípidos apropiados y se conjugan los anticuerpos monoclonales o ligandos específicos2. Preparación de los lípidos: Los lípidos se disuelven en un solvente orgánico. 3. Extracción del solvente: Se elimina el solvente orgánico de la solución lipídica. 4. Rehidratación de los lípidos: Se añade una solución acuosa para rehidratar los lípidos y provoca la formación espontánea de liposomas. 5. Formación de inmunoliposomas: Durante la rehidratación, los liposomas incorporan automáticamente los lípidos conjugados con los anticuerpos o ligandos en su membrana lipídica.
Mecanismo de acción
Mediados por receptor
Permiten una entrega altamente selectiva del material genético terapéutico a células específicas al aprovechar la interacción entre un ligando específico y un receptor en la superficie de las células objetivo.
Creación
1. Selección del receptor: Receptor específico de las células que se pretende tratar. 2. Diseño del ligando: Se diseña un ligando específico que se una selectivamente a este receptor. 3. Conjugación del ligando: El ligando o anticuerpo diseñado se une al vector de terapia génica de una manera que permita su exposición en la superficie del vector (conjugación química o genética) 4. Producción del vector mediado por receptor: El vector modificado con el ligando o anticuerpo se produce en el laboratorio utilizando técnicas de biología molecular.
Mecanismo de acción
Vectores virales
Adenovirus
Ventajas y Desventajas
Morfología/Estructura
Ciclo y Genes
Definición
Construcción
Tipos de generación
Características
Adenovirus Asociados
Construcción
Ventajas y Desventajas
Ciclo Replicativo
Morfología
Genoma
Elementos
Gammaretrovirales
La estructura es simple ya que carece de proteínas reguladoras y accesorias que son características de los lentivirus.Está basaado en virus de Leucemia murina Mo-MLV.
Ventajas y desventajas
Construcción
Variantes
Elementos
IMétodo de entrada
Lentivirales
Generaciones
Lorem ipsum dolor
Ventajas y Desventajas
Retrovirales
Tiene elementos nucléicos en cis.Secuencias provirales que pueden acomodar el gen de interes
Info
Referencias