Terapia genica

Terapia genica

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Monografia

Aplicações de

Engenharia

Genética à

Biotecnologia

ÍNDICE DE FIGURAS 5 ÍNDICE DE TABELAS 6 ABREVIATURAS UTILIZADAS 7 1. PREÂMBULO 8

2. INTRODUÇÃO 9 Novas Tecnologias Terapêuticas 9 Terapia Génica 9

Abordagem histórica da terapia génica 9 1ª Metade do Século X 9

2ª Metade do Século X 10 Século XXI 10

Abordagem germinativa e somática 1 2.1.1. Terapia Génica Somática 1

2.1.2. Terapia Génica Germinal 1 2.1.3. Comparação entre TGS e TGG 1

Terapia Génica Humana vs. Terapia Génica Animal 1

3. ABORDAGENS EM TERAPIA GÉNICA 13

Tipos de Células-Alvo 13 3.1.1. Transferência Génica 13

Métodos de Transferência Génica 14 3.1.2. Métodos Químicos 15

3.1.3. Métodos Biológicos 16 3.1.4. Métodos Físicos 18

Abordagem Clássica em Terapia Génica 18 3.1.5. Aumento do número de cópias de um gene 19

3.1.6. Morte assistida de células específicas 19

Abordagem não-clássica em Terapia Génica 19 3.1.7. Correcção assistida de mutações 19 3.1.7.1. Correcção a nível do DNA 19 Quimeroplastia 20

Oligonucleótidos formadores de hélice tripla (OFHT) 20 Reparação por oligonucleótidos 20 3.1.7.2. Correcção genética a nível do RNA 20

Ribozimas 20 3.1.8. Inibição da expressão génica 21 3.1.8.1. Ao nível do DNA – Estratégias Antigene 21

Oligonucleótidos formadores de hélice tripla 21 Peptídeos de Ácidos Nucleicos (PANs) 21 3.1.8.2. Ao nível do RNA – Estratégias Antisense 21

Ácidos Nucleicos Antisense 21 3.1.8.3. Ao nível da Proteína 2

Anticorpos Intracelulares 2 Aptâmeros 2 Proteínas mutantes 2 3.1.9. Comparação entre Diferentes Abordagens da TG Não-Clássica 2

Terapia Génica Clássica vs. Terapia Génica Não-Clássica 24

Limitações à Terapia Génica 24 3.1.10. Limitações Tecnológicas 25

4. TIPOS DE DOENÇAS TRATADAS EM TERAPIA GÉNICA 26 Doenças Genéticas 26 Sistema Imunitário 27 Doenças Infecciosas 28 Cancro 28

5. EXEMPLOS DE APLICAÇÃO DA TERAPIA GÉNICA 29

Glaucoma 29 5.1.1. Caracterização da doença 29 5.1.2. Estratégias de Tratamento Actuais 31 5.1.3. Terapia Génica para o Glaucoma 31 5.1.3.1. Tecidos alvo e Sistemas de Transferência Génica 31 Utilização de Factores Neurotróficos (BDNF) 3

Doença de Huntington 35 5.1.4. Caracterização da Doença 35

Base Genética da Doença de Huntington 35 5.1.5. Estratégias de Tratamento Actuais 36 5.1.6. Novas estratégias de Tratamento: Terapia Génica 36

Terapia Génica Neuroprotectora 36 Terapia Génica Baseada em RNA de Interferência 37

Síndrome de Imunodeficiência Adquirida – SIDA 39 5.1.7. Caracterização da Doença 39

O Vírus 39 5.1.8. Estratégias de Tratamento Actuais 41 5.1.9. Estratégias para a Terapia Génica anti-HIV 42 5.1.9.1. Terapia Génica Baseada nos Ácidos Nucleicos 42 RNA Antisense 42

Ribozimas 42 Aptâmeros 43 5.1.9.2. Terapia Baseada em Proteína 43

PTNs 43 Proteínas do Hospedeiro Mutadas 43 Anticorpos Intracelulares 43

Tumores Cerebrais 4 5.1.10. Caracterização 4

5.1.1. Estratégias de Tratamento Actuais 45 5.1.12. Novas Estratégias de Tratamento: Terapia Génica 45 5.1.12.1. Activação de Pró-drogas 46 5.1.12.2. Supressores de tumor e apoptose 47 5.1.12.3. Angiogénese 47 5.1.12.4. Modificação da resposta imunitária: 48 5.1.12.5. Imunoterapia 48

Linfócitos Infiltrantes Tumorais 48 Modificação Genética das Células Tumorais 48

6. PERSPECTIVAS FUTURAS 50

7. QUESTÕES ÉTICAS, SÓCIO-ECONÓMICAS E FINANCEIRAS DA TERAPIA GÉNICA HUMANA 52

Questões éticas 52 Terapia génica somática vs. Terapia génica germinal 52

Terapia Génica vs. Aperfeiçoamento 52

Questões Sócio-económicas 53 Questões Financeiras 53

8. BIBLIOGRAFIA 54 Bibliografia Referenciada 54 Bibliografia Adicional 56

FIGURA 3-1 - MÉTODO DE INTRODUÇÃO DE GENES MODIFICADOS ATRAVÉS DE PROCESSOS IN VIVO E EX VIVO 14 FIGURA 3-2 – DISTRIBUIÇÃO DO NÚMERO DE PROTOCOLOS EM FUNÇÃO DE CADA VECTOR UTILIZADO, 15 FIGURA 3-3 – TRANSFERÊNCIA DE GENES UTILIZANDO UM RECEPTOR DE ENDOCITOSE. 15 FIGURA 3-4 – MECANISMO DA REPARAÇÃO DE RNA POR MEIO DE RIBOZIMAS TRANSACTUANTES 21 FIGURA 4-1 – DISTRIBUIÇÃO DO NÚMERO DE PROTOCOLOS EM FUNÇÃO DA DOENÇA A TRATAR 26 FIGURA 5-1 – MORFOLOGIA DE UM OLHO COM GLAUCOMA E PADRÃO APRESENTADO PELO NERVO ÓPTICO NUMA SITUAÇÃO NORMAL E NUMA SITUAÇÃO GLAUCOMATOSA 29 FIGURA 5-2 – ESQUEMA REPRESENTATIVO DA PARTE FRONTAL DO OLHO 29 FIGURA 5-3 – IMAGEM ILUSTRATIVA DA PERDA DA VISÃO PERIFÉRICA – VISÃO TUBULAR 30 FIGURA 5-4 – MORFOLOGIA TÍPICA DENDRÍTICA DAS CÉLULAS RETINAIS GANGLIARES VISUALIZADA COM PROTEÍNA VERDE FLUORESCENTE 32 FIGURA 5-5 – ESQUEMA DO OLHO DE RATO. 34 FIGURA 5-6 – FOTOGRAFIA DE UM CÉREBRO DE UM PACIENTE AFECTADO PELA DOENÇA DE HUNTINGTON E DE UM CÉREBRO DE UM INDIVÍDUO NORMAL, 35 FIGURA 5-7 – DEGRADAÇÃO DE RNA PELO MECANISMO DE RNA DE INTERFERÊNCIA. SOMENTE OS QUADRADOS AZUIS POSSUEM ACTIVIDADE NUCLEOLÍTICA 38 FIGURA 5-8 – ESTRUTURA DO VÍRUS DA IMUNODEFICIÊNCIA HUMANA HUMANA 40 FIGURA 5-9 – ORGANIZAÇÃO DO GENOMA DO VÍRUS DA IMUNODEFICIÊNCIA HUMANA (HIV) 40 FIGURA 5-10 – CICLO DE REPLICAÇÃO DO VÍRUS DA IMUNODEFICIÊNCIA HUMANA (HIV) 41 FIGURA 5-1 – REGIÕES DO CÉREBRO ONDE SE LOCALIZAM OS PRINCIPAIS TIPOS DE TUMORES 4 FIGURA 5-12 - TERAPIA GÉNICA IN VIVO PARA O TRATAMENTO DE TUMORES CEREBRAIS 47 FIGURA 5-14 - MODIFICAÇÃO GENÉTICA DE UMA CULTURA DE LINFÓCITOS INFILTRANTES DE TUMOR 48

TABELA 3-1 – COMPARAÇÃO ENTRE VÁRIOS MÉTODOS QUÍMICOS DE TRANSFERÊNCIA GÉNICA. 16 TABELA 3-2 – COMPARAÇÃO ENTRE OS MÉTODOS BIOLÓGICOS DE TRANSFERÊNCIA GÉNICA17 TABELA 3-3 – COMPARAÇÃO ENTRE OS MÉTODOS FÍSICOS DE TRANSFERÊNCIA GÉNICA 18 TABELA 3-4 – VANTAGENS, DESVANTAGENS E APLICAÇÕES CORRENTES DAS VÁRIAS ABORDAGENS NÃO-CLÁSSICAS APLICADAS EM TG 23 TABELA 5-1 – SINTOMATOLOGIA E CONDIÇÕES ESPECIAIS PARA O DESENVOLVIMENTO DO GLAUCOMA 30 TABELA 5-2 – EXEMPLOS DE GENES-ALVO E TECIDOS QUE PODEM SER UTILIZADOS NO TRATAMENTO DO GLAUCOMA 32 TABELA 5-3 – TECIDOS/CÉLULAS RELEVANTES NO TRATAMENTO DO GLAUCOMA POR TGO E VECTORES UTILIZADOS 3 TABELA 5-4 – ASPECTOS PRINCIPAIS NA TG APLICADA AO TRATAMENTO DO GLAUCOMA UTILIZANDO UM AAV MODIFICADO COM INSERÇÃO DO BDNF 34

TG – Terapia génica TGG – Terapia Génica Germinal TGS – Terapia Génica Somática TR – Transcritase Reversa LTR – Long Termination Repeat dsDNA – double-strand DNA wt – wild-type ssDNA – single-strand DNA ITR – Inverted Termination Repeat rAAV –Vírus recombinante associado ao adenovírus

IRS – Inverted Repeat Sequence E1 Ori – Origem de replicação em E. coli OriS – Origem de replicação em HSV RV – Retrovírus LV – Lentivírus AV – Adenovírus AAV Vírus associado ao adenovírus mtDNA – DNA mitocondrial

OFHT – Oligonucleótidos formadores de hélices triplas

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