En casos más directos, la terapia génica añade una copia funcional de un gen a células que sólo tienen copias no funcionales
Pero hay momentos en que simplemente agregar una copia del gen no resolverá el problema. En estos casos, los científicos han tenido que pensar mas allá para llegar a otros enfoques.
Para abordar las mencionadas situaciones, se podría evitar que la célula produzca el gen que tiene el problema, reparar el gen, o bloquear o eliminar la proteína.
Gen negativo dominante
Algunas mutaciones en los genes conducen a la producción de una proteína dominante-negativa. Una proteína dominante-negativa puede bloquear una proteína normal en hacer su trabajo. En este caso, la adición de una copia funcional del gen no ayudará, porque la proteína dominante-negativa todavía estará allí causando problemas.
Ganancia de función
Una mutación de ganancia de función hace que una proteína que actué anormalmente, causando problemas por sí sola. Por ejemplo, digamos que hay una señal activa la proteína X, que entonces le dice a la célula que comience a crecer y dividirse. Una mutación de ganancia de función puede hacer que la proteína X active el crecimiento celular, incluso cuando no hay señal, lo que lleva al cáncer.
Regulación inadecuada
A veces un trastorno puede involucrar una proteína que está funcionando como debería, pero hay un problema con dónde, cuándo o cuánta proteína se está produciendo. Estos son problemas de regulación de genes: los genes necesitan ser encendidos en el lugar correcto, en el momento adecuado y al nivel correcto.
Reparación de mutaciones
Algunas técnicas están destinadas a reemplazar una copia defectuosa de un gen con una copia de trabajo.
Se han desarrollado varios vectores virales diferentes para reparar mutaciones directamente en el ADN. Esta técnica de edición de genes utiliza enzimas diseñadas para dirigir secuencias de ADN específicas. Las enzimas cortan la secuencia defectuosa y la reemplazan con una copia funcional.
Silenciamiento de genes
El silenciamiento genético es un método utilizado para desactivar un gen de modo que no se fabrique ninguna proteína a partir de él. Los enfoques de silenciamiento genético para la terapia génica pueden dirigirse directamente al ADN de un gen, o pueden dirigirse a transcripciones de mRNA hechas a partir del gen.
La edición de genes, además de reparar mutaciones como se ha descrito anteriormente, puede usarse para introducir una mutación en la secuencia de ADN de un gen de modo que no se fabrique ninguna proteína a partir de ella.
La terapia génica de oligonucleótidos de formación de hélice triple se dirige a la secuencia de ADN de un gen mutado para evitar su transcripción. Esta técnica entrega fragmentos cortos de una sola cadena de ADN, llamados oligonucleótidos, que se unen específicamente en la ranura entre las dos cadenas de ADN de un gen. Esta unión hace una estructura de triple hélice que bloquea el ADN de ser transcrita en mRNA.
La interferencia de ARN se aprovecha de la maquinaria natural de eliminación de virus de la célula, que reconoce y destruye el ARN bicatenario. Esta técnica introduce un fragmento corto de ARN con una secuencia de nucleótidos que es complementaria a una porción del transcrito de ARNm de un gen. El pedazo corto de ARN se encontrará y se unirá a su secuencia complementaria, formando una molécula de ARN bicatenario, que la célula luego destruye.
La terapia génica de ribozima se dirige a los transcritos de mRNA copiados del gen. Las ribozimas son moléculas de ARN que actúan como enzimas. A menudo actúan como tijeras moleculares que cortan el ARN. En la terapia génica con ribozimas, las ribozimas están diseñadas para detectar y destruir el mRNA codificado por el gen mutado de modo que no se pueda producir ninguna proteína a partir de él.
Modificación genética de las células inmunes para dirigir moléculas específicas
Como parte de su función natural, el sistema inmunitario hace un gran número de glóbulos blancos, cada uno de los cuales reconoce una molécula particular (o antígeno) que representa una amenaza para el cuerpo. Los investigadores han aprendido a aislar las células inmunitarias de un individuo y genéticamente a través de la terapia genética para reconocer un antígeno específico, como una proteína en la superficie de una célula cancerosa. Cuando se devuelven al paciente, estas células modificadas encontrarán y destruirán cualquier célula que lleve el antígeno.
En una expansión de esta técnica, las células inmunes pueden modificarse adicionalmente para producir un producto, tal como un fármaco, una toxina o una señal. Cuando se colocan de nuevo en el paciente, las células inmunitarias no solo atacarán las células que portan el antígeno, sino que también liberarán el producto que combate la enfermedad.
