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Transfecção e edição gênica

Células transfectadas para estudos de função gênica e expressão proteica

Transfecção é o processo de introdução de ácidos nucleicos em células eucarióticas. As células podem ser transfectadas de modo estável para a integração do DNA em seu genoma ou de modo transitório para expressão proteica com duração temporária. Métodos químicos, físicos e biológicos são usados para transfectar as células, possibilitando o estudo de função e expressão gênica em um ambiente celular. As aplicações incluem terapia gênica, geração de células-tronco pluripotentes induzidas (CTPi), silenciamento gênico por interferência de RNA (RNAi) e produção de anticorpos e proteínas terapêuticos.


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Métodos comuns de transfecção

  • Lipídios e lipossomos: Lipídios catiônicos formam lipossomos que contêm DNA ou RNA para entrega. Esses lipossomos se fundem com a membrana celular e liberam ácido nucleico na célula.
  • Fosfato de cálcio: O fosfato de cálcio facilita a ligação do DNA à superfície celular, permitindo que o material genético entre na célula por endocitose.
  • Polímeros catiônicos: Na transfecção à base de polímeros, o DNA exógeno forma complexos com polímeros catiônicos, como a polietilenimina (PEI), que entram nas células hospedeiras por endocitose.
  • Transdução com lentivírus: As células são infectadas com vetores lentivírus modificados, os quais convertem seu RNA viral em DNA dupla-fita para integração no genoma do hospedeiro para entrega.
  • Microinjeção: As células-alvo são posicionadas primeiramente em um microscópio. Em seguida, o ácido nucleico é injetado diretamente no citoplasma ou núcleo com o uso de uma agulha fina de capilar de vidro.
  • Eletroporação: As células são expostas a uma corrente elétrica de alta intensidade que desestabiliza as membranas, aumentando sua permeabilidade para entrega gênica.

A transfecção é usada rotineiramente em técnicas de silenciamento gênico e edição gênica que aprimoraram nossa compreensão sobre processos biológicos complexos e possibilitaram o uso da terapia gênica para tratar doenças.

  • Os sistemas CRISPR-Cas exploram um mecanismo de defesa bacteriana que usa CRISPRs (repetições palindrômicas curtas agrupadas e regularmente interespaçadas) genéticas ligadas a endonucleases Cas (associada às CRISPR) para cortar DNA genômico em posições desejadas e remover ou substituir genes in vivo.
  • As nucleases dedo de zinco (ZFNs) construídas são feitas de domínios de ligação de DNA e endonucleases e clivam o DNA nos sítios-alvo para edição gênica.
  • Reagentes para RNAi, como pequenos RNAs de interferência em forma de grampo (shRNAs) e pequenos RNAs de interferência (siRNAs), limitam os níveis de transcritos gênicos para silenciamento gênico por supressão da transcrição ou ativação de processos de degradação de RNA específicos para determinadas sequências.