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Revista Nº 60 Noviembre - Diciembre 2014

Sumario Editorial Diagnstico Bioqumico Investigacin Agenda Arte Bioagenda

Investigacin


Transferencia gnica asistida por campos magnticos: Estudios en clulas gliales

Autor: Joaqun Pardo (1a*), Yolanda Elena Sosa (2a*), Paula Cecilia Reggiani (3a), Magda Lorena Arciniegas (4b), Francisco Homero Snchez (5b), Rodolfo Gustavo Goya (6a). 1. Bioqumico. 2. Profesional Histloga. 3. Dra. de la Facultad de Cienci


Resumen

Las nanopartculas magnticas (MNP) complejadas con vectores gnicos pueden, en presencia de un campo magn-tico externo, amplificar sustancialmente la eficiencia de la transferencia gnica. Esta tcnica, denominada magnetofeccin, es de gran inters en el campo de la terapia gnica. En este estudio se caracteriz la mejora de transferencia gnica en clulas gliales B92 utilizando complejos constituidos por diferentes proporciones de MNP asociadas a dos vectores adenovirales, a saber: los complejos entre las MNP denominadas PEI-Mag2 asociadas al adenovector RAd-GFP que expresa la protena fluorescente verde GFP o al adenovector RAd-DsRed que expresa la protena fluorescente roja DsRed2. Se demostr que para ambos vectores, a medida que la relacin MNP/partcula viral fsica (PVF) va aumentando, la amplificacin de la transfeccin tambin aumenta hasta que se llega a una relacin MNP/PVF a partir de la cual el factor de amplificacin alcanza un plateau. Se determin que para el complejo PEI-Mag2/RAd-GFP la relacin a partir de la cual se alcanza el plateau es de aproxi-madamente 0,5 fg Fe/PVF mientras que para el complejo PEI-Mag2/RAd-DsRed, esta relacin corresponde a aproxi-madamente 71 fg Fe/PVF. Se concluye que los dos complejos magnticos estudiados representan promisorias herramientas para mejorar la eficiencia en la terapia gnica en clulas cerebrales.

Palabras clave: nanotecnologa * nanopar-tculas magnticas * adenovectores * terapia gnica * magnetofeccin * sistema nervioso * glia * protena fluorescente verde * protena fluorescente roja

Introduccin

La terapia gnica en el sistema nervioso central (SNC) constituye un particular desafo tecnolgico debido a la relativa inaccesibilidad del cerebro y la mdula espinal, y a la extraordinaria complejidad de las estructuras nerviosas centrales. Por otra parte, esta estrategia teraputica ofrece ventajas nicas para la expresin prolongada de molculas neuroprotectoras en regiones especficas del SNC afectadas por procesos degene-rativos.

A pesar de que los resultados documentados sobre la terapia gnica para factores neurotrficos en modelos animales de enfermedades neurodegenerativas son prometedores (1)(2), hasta ahora la nica forma de administrar estos factores es mediante la inyeccin de los vectores gnicos por va estereotxica directamente en las reas blanco del cerebro. La invasividad de este procedimiento limita significativamente su eventual imple-mentacin en pacientes humanos. Una posible va para superar este problema surge de la asociacin de la transferencia gnica con la nanotecnologa, combinacin que ofrece ahora la posibilidad de desarrollar estrategias de terapia gnica intracerebral de alta eficiencia e invasividad mnima.

Este abordaje combina al Direc-cionamiento Magntico de Drogas (MDT, magnetic drug targeting) con la magne-tofeccin, dos tecnologas emergentes basadas en el uso de nanopartculas magnticas (MNP). El propsito de la MDT es el de concentrar nanocomplejos teraputicos magnticos en regiones precisas del organismo por medio de campos magnticos externos. Hasta ahora la principal aplicacin de la MDT ha sido la terapia oncolgica. Tpicamente, se utilizan MNP funcionalizadas con compuestos teraputicos, las cuales son inyectadas en una de las arterias que irrigan al tumor, concentrndolas en la regin blanco por medio de un campo magntico externo. Esta estrategia ha alcanzado resultados promisorios en ensayos clnicos (3-5) aunque debe sealarse la ausencia de estudios clnicos publicados en aos recientes. Tambin se han utilizado transportadores (carriers) magnticos para direccionar drogas citotxicas (doxor-rubicina) en sarcomas implantados en la cola de rata (6). Los resultados iniciales fueron alentadores ya que se observ una total remisin de los tumores en contraste con ratas inyectadas con 10 veces la dosis de doxorrubicina sin carrier, en las que no se observ remisin. Posteriormente a este estudio, hubo publicaciones adicionales documentando el xito en la aplicacin direccionada de drogas citotxicas en el tratamiento de modelos animales como el cerdo (7)(8), el conejo (9) y la rata (10-12).

Por su parte, la magnetofeccin es una metodologa desarrollada a principios de la dcada del 2000 por el grupo liderado por Christian Plank en Munich (13)(14). Esta tcnica se basa en la asociacin de MNP con vectores virales o no virales con el objeto de optimizar la transferencia gnica en presencia de un campo magntico. De este modo, el grupo alemn pudo desarrollar nanocomplejos magnticos no virales capaces de alcanzar altas eficiencias en la transferencia gnica por magnetofeccin en cultivos celulares (15). El mismo grupo logr desarrollar nanocomplejos magnticos que mejoran sustancialmente la eficiencia de transferencia gnica mediada por vectores adenovirales (16). Recientemente se ha descripto la implementacin exitosa de magnetofeccin en el cerebro fetal. En este estudio se utilizaron complejos de adenovectores con MNP que se inyectaron intracerebro-ventricularmente (ICV) en fetos de ratn en presencia de un campo magntico externo unilateral. Al final de la preez se observ que se haba logrado una expresin significativa del transgn (beta galactosidasa) en las clulas ependimarias del hemisferio cerebral que fue expuesto al campo (generado por un pequeo imn externo) mientras que en el hemisferio no expuesto la expresin transgnica fue despreciable (8). En el presente estudio se abord la implementacin de magne-tofeccin en cultivos de clulas gliales B92 de rata empleando dos vectores adenovirales construidos en el laboratorio de los autores y MNP provistas por el grupo de Christian Plank en Munich.
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