La terapia génica representa un enfoque innovador para tratar una amplia gama de enfermedades, incluyendo cáncer, diabetes y trastornos metabólicos hereditarios. A pesar de los resultados prometedores, uno de los principales desafíos que limita su aplicación práctica es la entrega de material genético a las células objetivo en el cuerpo. La dosificación del material genético y su introducción efectiva en las células a menudo conducen a altos costos y riesgos asociados con el sistema inmunológico.
Un nuevo estudio de investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison, publicado en PLOS ONE, demuestra una solución prometedora a este problema mediante el uso de pulsos eléctricos que hacen que las células humanas sean más susceptibles a absorber material genético. Este descubrimiento podría abrir nuevas vías para una terapia génica más accesible y segura.
La entrega directa de material genético a las células objetivo ofrece varias ventajas significativas sobre los métodos sistémicos, donde el material se introduce en el sistema sanguíneo periférico. Una ventaja clave es que reduce la dosis total de material genético requerida. En la entrega sistémica, una gran parte del material genético se pierde durante su paso a través del sistema circulatorio y los órganos, lo que requiere dosis significativamente más grandes. Esto no solo aumenta los costos de producción, sino que también eleva el riesgo de reacciones adversas, como respuestas inmunitarias excesivas o tormentas de citoquinas. Una tormenta de citoquinas es una reacción inmunitaria severa en la que el cuerpo produce cantidades excesivas de moléculas inflamatorias, lo que puede llevar a daños en los tejidos.
Al utilizar la entrega directa, se reduce el tiempo que el material genético pasa en circulación, minimizando así la probabilidad de respuesta inmunitaria y pérdida de efectividad. Esto incrementa significativamente la seguridad y accesibilidad de la terapia para más pacientes.
Los investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison han desarrollado una técnica en la que se utilizan pulsos eléctricos para mejorar la absorción de material genético por las células. Aunque el mecanismo exacto por el cual los pulsos eléctricos aumentan la absorción no está completamente claro, los estudios indican que los pulsos crean pequeños (nano) poros en la membrana celular, facilitando la entrada de material genético en las células.
Una de las tecnologías empleadas implica vectores virales, como AAV8 (virus adeno-asociados), que son transportadores efectivos de material genético. A pesar de que el tamaño de estos vectores es relativamente grande, los científicos creen que crear poros en la membrana podría facilitar su penetración. Sin embargo, esto sigue siendo un tema para investigaciones futuras.
Una entrega efectiva de material genético podría hacer que la terapia génica sea más accesible y segura para millones de personas. Muchas enfermedades metabólicas hereditarias, como diabetes, hemofilia y fibrosis quística, afectan al hígado, que juega un papel central en el metabolismo. Métodos avanzados para entregar material genético a las células hepáticas podrían corregir mutaciones genéticas y ofrecer un tratamiento duradero para estas condiciones.
El desarrollo de nuevos métodos para entregar material genético a las células objetivo podría reducir significativamente los costos de tratamiento. La implementación de técnicas como los pulsos eléctricos podría hacer que estas terapias estén disponibles para un rango más amplio de pacientes.
La próxima fase de la investigación implica optimizar los parámetros de los pulsos eléctricos, como la intensidad, la duración y el número de pulsos, para maximizar el efecto sobre la absorción del material genético sin dañar las células. Además, los científicos planean pasar de experimentos in vitro en cultivos celulares a estudios in vivo en condiciones de laboratorio. Los planes a largo plazo incluyen expandir la aplicación de la técnica a otros tipos de células y órganos, con la esperanza de ampliar las posibilidades de tratamiento para diversas enfermedades.