AVANCES EN EL DESARROLLO DE VECTORES NO VIRALES LIPIDICOS PARA TERAPIA GENICA
Jose Luis Pedraz Muñoz. Catedrático de Tecnología Farmacéutica
Facultad de Farmacia UPV/EHU – Ciber bbn
La decodificación del genoma humano y los continuos avances en biotecnología han dado lugar al desarrollo de un amplio grupo de nuevos agentes terapéuticos: los ácidos nucleicos (oligonucleótidos de pequeño tamaño, ADN o ARN). La utilización de estos agentes con fines terapéuticos ha dado lugar al desarrollo de la terapia génica. La terapia génica es una nueva área de la medicina con gran potencial para el tratamiento de enfermedades tanto hereditarias como adquiridas, de hecho, las enfermedades que pueden ser objeto de este tipo de terapia pueden ir desde enfermedades monogénicas hasta otras mas complicadas como el cáncer o el SIDA. En el desarrollo de la terapia génica hay que tener en cuenta la enfermedad objeto de tratamiento, la vía de administración, el gen terapéutico y el sistema de administración de ese gen. Es importante que el sistema de administración permita controlar la localización del gen en el organismo, así como el tiempo que dura su expresión. A la hora de aplicar la terapia génica se puede recurrir a dos estrategias diferentes, hablándose de terapia génica “ex vivo” o terapia génica “in vivo”. Cuando se recurre a la terapia génica “ex vivo” las células a tratar se extraen del paciente, se aíslan, se hacen crecer en cultivo y se someten al proceso de transfección “in vitro”. A continuación se seleccionan las células que han sido transfectadas eficazmente, se expanden en cultivo y se introducen de nuevo en el paciente. Entre las ventajas de este tipo de terapia destacan la posibilidad de elegir las células a tratar, el mayor control sobre todo el proceso y una gran eficacia de transfección. En cuanto a los posibles inconvenientes, hay que tener en cuenta la incapacidad de tratar tejidos cuyas células no puedan crecer en cultivo y los posibles problemas de contaminación. La terapia génica “in vivo” incluye técnicas mediante las cuales el material genético se introduce en las células del organismo sin que éstas sean extraídas del mismo y manipuladas “in vitro”. Desde el punto de vista clínico y farmacéutico es más aceptable el uso de la terapia génica “in vivo” que la terapia génica “ex vivo”, ya que permite la utilización de las vías de administración habituales. Sin embargo, el grado de control sobre el proceso de transfección es menor, y tanto la eficiencia de transfección como el grado de especificidad tisular son bajos.
Hasta el momento, los sistemas de administración de ADN basados en virus han resultado ser los más eficaces, sin embargo, el riesgo que supone su uso ha hecho que numerosos grupos de investigación nos centremos en el desarrollo de sistemas no virales, menos eficaces pero más seguros que los vectores virales. Para incrementar su eficacia es fundamental conocer su comportamiento dentro de la célula diana, con el fin de detectar los pasos limitantes y desarrollar estrategias que permitan superarlos.
La transferencia génica mediante lípidos cationicos, ha resultado uno de los métodos más comunes y más estudiados para llevar a cabo la transferencia génica a las células. La primera utilización de un lípido cationico en este campo, fue reportado por Felgner y colabores, quienes usaron el cloruro de N-[1-(2,3-dioleiloxy)propil]-N,N,N-trimetilamonio (DOTMA), para condensar y transferir DNA a células en cultivo, obteniendo unos altos niveles de expresión de gen liberado. Después de esta publicación numerosos lípidos cationicos han sido utilizados con este fin. Los vectores no virales lipidicos, tienen la ventaja de que son baratos y muy fáciles de preparar, ya que pueden formar complejos por condensación con las moléculas negativamente cargadas del DNA mediante interacciones electrostáticas. Los complejos formados facilitan la captación celular, mejoran el trafico intracelular, protegen al DNA de la degradación por parte de las nucleasas, y finalmente son capaces de liberar una fracción del DNA condensado a nivel del citoplasma, para que migre al núcleo y tenga lugar la expresión génica. Estos lipoplexos, también pueden ser fácilmente modificados mediante la adición de distintos tipos de ligandos, como péptidos fusogenicos tales como, transferrina, lectina y factor de crecimiento epidérmico, entre otros. Por último destacar que la eficiencia de transfeccion de los lipoplexos se puede ver afectada por distintos factores, entre los que se encuentran, la estructura y características del lípido cationico, el tamaño del lipoplexo, la relación lípido/DNA, la cantidad de lipoplexo administrada, el tipo de célula y el ciclo celular de las células utilizadas. Aunque estos vectores ya han sido utilizados en ensayos clínicos, es necesario resolver todavía algunos problemas asociados con la toxicidad de los lípidos y la baja capacidad de transfeccion, sobre todo en presencia de los componentes del suero.
El Prof. Pedraz es Catedrático de Tecnología Farmacéutica en la Facultad de Farmacia de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU) desde el año 1992. Licenciado y Doctor en Farmacia por la Universidad de Salamanca, fue profesor titular de Tecnología Farmacéutica en la Facultad de Farmacia de la Universidad de Salamanca durante los años 1987 a 1991. Becado por el Fondo de Investigación Sanitaria realiza un fellowship de investigación en el Instituto Mario Negri de Milán durante el año 1988. Ha realizado estancias de investigación en los departamentos de I+D de los Laboratorios Upjon en Kalamazoo y Marriot Merrel Dow en Cincinati, EEUU en el año 1989 y en el grupo Respiratory Technology Woolcock Institute of Medeical Research, Sydney Australia en el año 2014. Imparte docencia en el área de conocimiento de Farmacia y Tecnología Farmacéutica tanto en los estudios de Pregrado como en los de Postgrado. En la actualidad en el grado imparte la asignatura de Biofarmacia y Farmacocinetica y es Responsable del programa de Doctorado “Investigación y Evaluación de Medicamentos. Aplicación de la Tecnología Farmacéutica al Desarrollo de Terapias Avanzadas” de la universidad del País Vasco (UPV/EHU).
Cuenta con 5 sexenios de investigación reconocidos. Su índice H es de 39 con 214 artículos publicados en revistas de alto impacto. Ha dirigido 18 tesis doctorales y actualmente tiene 8 en fase de realización. Sus principales líneas de investigación se centran en la micro y nanoencapsulacion de péptidos, proteínas y vacunas, microencapsulacion de células para órganos bioartificiales y desarrollo de vectores no virales para terapia génica. Ha sido investigador principal de más de 100 proyectos de investigación financiados por la Universidad del País Vasco, Gobierno Vasco, Ministerio de Economía, Ministerio de Educación, Ministerio de Sanidad y Unión Europea. Ha participado en más de 200 proyectos de transferencia de tecnología a empresas farmacéuticas mediante contratos OTRI. Actualmente es asesor científico de Praxis Pharmaceutical, Laboratorios Rovi y Cluster de Oftalmologia. Participa en 15 patentes españolas, europeas y americanas. Es investigador principal (IP) del grupo de investigación consolidado de Gobierno Vasco tipo A Nanobiocel que a su vez pertenece al centro de investigación en red Ciber de Bioingenieria Biomateriales y Nanomedicina (Ciber bbn) del Instituto de Salud Carlos III y forma parte de la Unidad de Desarrollo Farmacéutico del País Vasco integrada en la Corporación Tecnología Tecnalia.
Ha sido Director y Secretario del Departamento de Farmacia y Ciencia de los Alimentos de la Universidad del País Vasco, Presidente del Capítulo Hispano Portugués de la Controlled Release Society, Fundador de la Unidad de Desarrollo Farmacéutico y de la Unidad de Ensayos Clínicos en Fase I del País Vasco actualmente integradas en la Corporación Tecnológica Tecnalia, representante español en acciones COST de la Unión Europea. Miembro correspondiente de la Academia Iberoamericana de Farmacia.
Ha recibido varios premios como el premio Burdiñola de Biotecnología Farmacéutica (2007), premio asedef 2009 (asociación española de derecho farmacéutico) en la categoría de innovación, premio anual de la academia de ciencias de cuba 2008, best paper award 2013 European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics y premio SEFIG 2015.
