1. Terapia gênica
Amanda Valle Pinhatti
Porto Alegre, outubro de 2012.

2. Farmacoterapia

3. Fase Biofarmacêutica:
-Formulação farmacêutica:
• Princípio ativo
• Adjuvantes: diluentes, agentes estabilizantes,
conservantes, flavorizantes
-Formas farmacêuticas: comprimidos, cápsulas, drágea,
injetáveis, pomadas, loções,cremes.

4. Farmacologia
Farmacocinética e Farmacodinâmica
Relação dose administrada X efeitos no organismo

5. Novo fármaco
•Propriedades físico -químicas
•Propriedades farmacológicas:
-Mecanismo de ação
-Atividades metabólitos
-Velocidade de absorção
-Padrão de distribuição
-Velocidade de eliminação/excreção
-Local de ação
-Duração ação
-Degradação metabólica
-Concentração mínima para o efeito janela terapêutica
-Concentração mínima de toxicidade

6. Visão biomolecular
• Séc. XIX- início genética- Mendel
• 1953- estrutura do DNA – Watson e Crick
• 1979 -DNA recombinante
• 2003- sequenciamento do genoma-Collins. E Craig Venter
Visão biomolecular

7. Visão biomolecular
• Trilhões de células individuais no
corpo humano
• Cada célula produz proteínas
específicas para uma determinada
parte do corpo: hepatócitos,
hemácias, neurônios, etc
• A informação de qual proteína produzir é passada através
dos genes ~ 35.000 genes no Homo sapiens sapiens

8. Como o DNA transmite informações?

9. Os genes influenciam praticamente todas as doenças
humanas, seja pela codificação de proteínas anormais
diretamente responsáveis pela doença, seja por
determinar suscetibilidade a agentes ambientais que a
induzem.

10. Farmacogenética
Área especial da genética-bioquímica
que avalia a variabilidade na resposta a
drogas, decorrente da variabilidade de
um gene

11. Farmacogenética
Curvas dos níveis plasmáticos de nortriptilina para indivíduos com
diferentes números de cópias funcionais do gene CYP2D6

14. Terapia gênica
A terapia gênica se baseia na introdução ou
modificação de genes com o uso das tecnologias
de DNA recombinante a fim de conferir uma nova
função ou melhorar os efeitos de um gene anormal

16. TERAPIA GÊNICA

17. Terapia gênica X Farmacoterapia
Terapia Gênica Farmacoterapia
Gene de interesse Pró-droga
Proteína expressa Droga
Excipientes
Elementos presentes nos plasmídeos
(promotores e sítios de poliadenilação)
Vetor de transferência
Formulação farmacêutica
Sequência promotora do gene que regula a
taxa da transcrição
Biodiponibilidade

18. Funções do Gene Introduzido
• Corrigir uma mutação de perda de função;
• Substituir ou inativar um alelo dominante
cujo produto anormal causa a doença;
• Degradação um mRNA mutante (e.i.
usando RNAi);
• Introdução de genes cujo produto tenha
ação farmacológica

19. Como se isolam genes de
interesse?

20. TERAPIA GÊNICA

21. Bibliotecas de DNA
Representam,
teoricamente, todo o
material genético de um
organismo clonado em um
vetor
– Genômica = clonada
diretamente do
genoma
– cDNA = feita a partir de
mRNA

22. Biblioteca Genômica
• Extração do DNA genômico;
• Clivagem com enzimas de restrição;
• Ligação dos fragmentos nos vetores;
• Transformação celular;
• Replicação do vetor

23. Bibliotecas de cDNA

24. Seleção do gene
É um fragmento de DNA de tamanho variado que é usado
em amostras de DNA para detectar a presença de
sequências de nucleotídeos que são complementares a
sequencia da sonda, emitindo fluorescência

26. TERAPIA GÊNICA

27. Vetores
A base da terapia gênica consiste na
introdução de genes em células. Porém, a
entrada de DNA puro através da membrana
plasmática de células eucarióticas é
extremamente rara.
Por conseguinte, há necessidade de um carreador que facilite a
entrada do DNA nas células vivas. Esse veículo é denominado
“vetor”.

29. Vetores
• 3 classes principais:
vetor plasmidial vetor viral
vetor nanoestruturado

30. Vetores virais

31. Vetores não virais
• Plasmídeos

32. Vetores não virais
• Vetores nanoestruturados: polímeros e
vesículas de lipídeos

34. Vetores
Avanços: incorporação de polímeros, anticorpos, substratos
enzimáticos e ácidos nucléicos  aprimoramento
direcionamento e eficiência

35. TERAPIA GÊNICA

36. O vetor deve chegar até a célula-alvo!
Porém, ele pode ficar comprometido pela presença de ...
• Interferentes da estabilidade do sistema terapêuticos
• Interferentes na difusão a um tecido,
• Proteínas circulantes e de proteínas da matriz extracelular
Uma vez dentro da célula-alvo:
• liberação do sistema no citoplasma,
• transporte até o núcleo,
• passagem por poros da carioteca ,
• dissociação do DNA.
Demais eventos necessários para culminar na

37. Transferência gênica
• métodos físicos: o transgene é
introduzido de maneira mecânica na células ;
• métodos químicos: o vetor é alguma substância de
origem química;
• métodos biológicos: emprego de organismos que
naturalmente possuem a capacidade de transferir
material genético, como os vírus ou algumas bactérias.

41. Tipos de Terapia Gênica
• Em células germinativas
– Terapia de prevenção
• Introdução de um gene em
gameta ou zigoto visando
impedir a transmissão de um
gene anormal para a geração
seguinte
• Proibida em seres humanos

42. Tipos de Terapia Gênica
• Em células somáticas
-Para fins terapêuticos
 Ex- vivo: requer a retirada de células de um
organismo para cultivo e manipulação in vitro,
seguidos por subsequente reimplantação destas
células no organismo. Seus principais atrativos
são a ausência de resposta imunológica ao vetor
e a maior eficiência de entrega deste.
 In- vivo:
• In situ: administração do vetor diretamente no
tecido alvo. De maior interesse clínico embora
não seja apropriada para alguns tipos de tecidos
• Sistêmica: maior potencial de uso, embora o
direcionamento de genes é insuficiente e alguns
vetores são prontamente removidos pelo fígado

43. Aplicações da terapia gênica

44. Guidelines
• Pesquisa deve estar limitada a células
somáticas
• O benefício terapêutico deve ser maior do que o risco
• A doença deve estar limitada a um único cromossomo e o
gene normal já deve estar clonado e disponível
• Preferencialmente, a terapia deve envolver células que
podem ser isoladas, modificadas em cultura, e re-introduzidas
no paciente

47. SCID – ADA deficiency
1989
Ashanti Desilva
2011-12 YNPN Chicago Executive Board
Ashanthi Desilva
MPA Student

48. Câncer

49. Câncer

51. Hemofilia
É uma doença monogênica.
O procedimento é o de introduzir o
respectivo gene sadio (fator VIII ou fator
IX, dependendo do tipo de hemofilia) em
células do paciente, para que essas passem
a produzir a proteína necessária

52. Amaurose congênita de Leber

53. Doenças cardiovasculares

56. Hepatite C

57. Doença de Parkinson
Os modelos experimentais pré-clínicos consistem em
lesões químicas da substância negra em ratos ou em
primatas. Foram testados vários tipos de vetores virais

60. No mercado...

61. No mercado...

63. Problemas com a Terapia Gênica:
• Segurança:
toxicidade
resposta imune
integração
transformação maligna
integração às células germinativas
replicação viral por meio de recombinação
• Eficácia: *A avaliação do sucesso do
procedimento envolve a análise
Captação pela célula-alvo da manutenção de expressão do
Controle da expressão gênica gene nas células transformadas e
a correção da doença.

64. Ética
Ensaios clínicos  aprovação
• Embora não exista legislação
específica no Brasil
• Comitês de ética locais e nacionais,
como a Comissão Nacional de Ética
em Pesquisa (Conep)
• Comissão Técnica Nacional de
Biossegurança (CtnBio)
• Aceita somente a terapia gênica em
células somáticas/diplóides

65. Rede de Terapia Gênica
O Instituto do Milênio Rede de Terapia Gênica (IMRTG)
• Pesquisadores dos Estados do RJ, SP e RS compõem
10 grupos de terapia gênica experimental strictu
sensu.
• Os aspectos abordados incluem o desenvolvimento
de vetores e suas aplicações em 5 classes principais
de patologias: câncer, doenças hematológicas,
doenças monogênicas, doenças degenerativas e
doenças infecciosas.

66. Rede de Terapia Gênica
UFRJ - Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho - RJ
UNIFESP - Universidade Federal de São Paulo - SP
USP - Departamento de Microbiologia - SP
USP/INCOR - Instituto do Coração - SP
INCA - Instituto Nacional do Câncer - RJ
UFRGS - Departamento de Genética - RS
HCPA - Hospital de Clínicas de Porto Alegre - RS
IBU - Instituto Butantan - SP
FFFCMPA - Fundação Faculdade Federal de Ciências Médicas de Porto
Alegre - RS
IC-FUC - Instituto de Cardiologia do RS - Fundação Universitária de
Cardiologia - RS
DBCD - Departamento de Biologia Celular e do Desenvolvimento - SP
FIOCRUZ/IOC - Instituto Oswaldo Cruz - RJ
UFRGS - Departamento de Biofísica - RS

67. No futuro...

68. No futuro...

69. amandapinhatti@gmail.com