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Transfección y edición génica

Células transfectadas para estudios de expresión de proteínas y función génica

La transfección es el proceso de introducción de ácidos nucleicos en células eucariotas. Las células pueden ser transfectadas de manera estable para la integración del ADN en su genoma o transfectadas de manera transitoria para la expresión de proteínas de duración temporal. Se utilizan métodos químicos, físicos y biológicos para transfectar las células y permitir el estudio de la función y la expresión de los genes en un entorno celular. Entre sus aplicaciones se cuentan la genoterapia, la generación de células madre pluripotentes inducidas (iPSC), el silenciamiento génico mediante ARN de interferencia (RNAi) y la producción de anticuerpos y proteínas terapéuticos.    


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Métodos comunes de transfección

  • Lípidos y liposomas: Los lípidos catiónicos forman liposomas que contienen ADN o ARN para su administración. Estos liposomas se fusionan con la membrana celular y liberan ácidos nucleicos en el interior de la célula.
  • Fosfato de calcio: El fosfato de calcio facilita la unión del ADN a la superficie celular, lo que permite la entrada del material genético a la célula mediante endocitosis.
  • Polímeros catiónicos: En la transfección basada en polímeros, el ADN exógeno forma complejos con polímeros catiónicos como la polietilenimina (PEI) que entran en la célula huésped mediante endocitosis.
  • Transducción por lentivirus: Se infectan las células con vectores lentivirus modificados, que convierten su ARN vírico en ADN bicatenario para integrarse en el genoma huésped y liberarse.
  • Microinyección: Primero se colocan las células blanco bajo el microscopio. A continuación se inyecta directamente el ácido nucleico en el citoplasma o el núcleo utilizando una aguja capilar de vidrio fino.
  • Electroporación: Las células se exponen a una corriente eléctrica de alta intensidad que desestabiliza las membranas y aumenta su permeabilidad para la liberación del gen.

La transfección se utiliza sistemáticamente en las técnicas de edición y silenciamiento génicos que han aumentado nuestro conocimiento de procesos biológicos complejos y permitido el uso de genoterapia para el tratamiento de enfermedades.

  • Los sistemas CRISPR-Cas explotan un mecanismo de defensa bacteriano en el que se utilizan las CRISPR (nucleasas de secuencias palindrómicas repetidas inversas) acopladas a las endonucleasa Cas (asociadas a CRISPR) para cortar el ADN genómico en posiciones específicas y quitar o sustituir los genes in vivo.
  • Las nucleasas con dedos de cinc (ZFN) modificadas mediante ingeniería genética están formadas por dominios de unión al ADN y endonucleasas, y rompen el ADN en lugares específicos para la modificación génica.
  • Las herramientas de RNAi, como las horquillas cortas de ARN (shRNA) y los ARN de interferencia pequeños (siRNA), limitan los niveles de transcripción génica para el silenciamiento de los genes mediante la supresión de la transcripción o la activación de procesos de degradación del ARN de secuencia específica.




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