direita|thumb|340px|Terapia Genética usando um Adenovírus como vetor. Um novo gene é inserido no adenovírus, que é usado para introduzir o DNA modificado na célula humana. Se o tratamento for bem sucedido, o novo gene vai produzir uma proteína funcional.
Terapia genética ou geneterapia é a inserção de genes nas células e tecidos de um indivíduo para o tratamento de uma doença, em especial, doenças hereditárias. A terapia genética visa a suplementar com alelos funcionais aqueles que são defeituosos ou mortos. Embora a tecnologia ainda esteja num estado inicial, tem sido usada com algum sucesso. A terapia genética consiste em enviar uma molécula de ácido nucleico para o interior das células do paciente, para que funcione como um medicamento que sirva para tratar a sua doença. O ácido nucleico pode ser expresso como proteínas, interferir com a expressão de proteínas, ou corrigir mutações genéticas. A forma mais comum de terapia génica utiliza ADN que codifica um gene terapêutico funcional que substituirá um gene mutado do paciente, o qual lhe está a causar uma doença genética. O ácido nucleico está empacotado dentro de um "vetor", que tem a missão de o transportar e de o levar até às células.
A terapia génica foi concetualizada em 1972, por autores que instavam à cautela antes de iniciar estudos de terapia génica em humanos. O primeiro ensaio de terapia génica foi aprovado em 1990 (pela FDA dos Estados Unidos) para tratar um paciente com deficiência de adenosina desaminase-imunodeficiência combinada grave (ADA-SCID). Até janeiro de 2014, tinham sido realizados ou aprovados cerca de 2.000 ensaios clínicos sobre terapia génica no mundo.Gene Therapy Clinical Trials Worldwide Database. The Journal of Gene Medicine. Wiley (janeiro de 2014)
Os primeiros fracassos clínicos levaram à desvalorização da terapia génica durante algum tempo. Mas os sucessos alcançados desde 2006 voltaram a atrair o interesse dos investigadores por esta técnica; contudo, em 2014, ainda era principalmente uma técnica experimental. Entre os ensaios realizados, inclui-se o tratamento da doença da retina amaurose congénita de Leber,Maguire, A. M.; Simonelli, F.; Pierce, E. A.; Pugh Jr, E. N.; Mingozzi, F.; Bennicelli, J.; Banfi, S.; Marshall, K. A.; Testa, F.; Surace, E. M.; Rossi, S.; Lyubarsky, A.; Arruda, V. R.; Konkle, B.; Stone, E.; Sun, J.; Jacobs, J.; Dell'Osso, L.; Hertle, R.; Ma, J. X.; Redmond, T. M.; Zhu, X.; Hauck, B.; Zelenaia, O.; Shindler, K. S.; Maguire, M. G.; Wright, J. F.; Volpe, N. J.; McDonnell, J. W.; Auricchio, A. (2008). "Safety and Efficacy of Gene Transfer for Leber's Congenital Amaurosis". New England Journal of Medicine 358 (21): 2240–2248. doi:10.1056/NEJMoa0802315. PMC 2829748. PMID 18441370.Simonelli, F.; Maguire, A. M.; Testa, F.; Pierce, E. A.; Mingozzi, F.; Bennicelli, J. L.; Rossi, S.; Marshall, K.; Banfi, S.; Surace, E. M.; Sun, J.; Redmond, T. M.; Zhu, X.; Shindler, K. S.; Ying, G. S.; Ziviello, C.; Acerra, C.; Wright, J. F.; McDonnell, J. W.; High, K. A.; Bennett, J.; Auricchio, A. (2009). "Gene Therapy for Leber's Congenital Amaurosis is Safe and Effective Through 1.5 Years After Vector Administration". Molecular Therapy 18 (3): 643–650. doi:10.1038/mt.2009.277. PMC 2839440. PMID 19953081.Cideciyan, A. V.; Hauswirth, W. W.; Aleman, T. S.; Kaushal, S.; Schwartz, S. B.; Boye, S. L.; Windsor, E. A. M.; Conlon, T. J.; Sumaroka, A.; Roman, A. J.; Byrne, B. J.; Jacobson, S. G. (2009). "Vision 1 Year after Gene Therapy for Leber's Congenital Amaurosis". New England Journal of Medicine 361 (7): 725–727. doi:10.1056/NEJMc0903652. PMC 2847775. PMID 19675341.Bainbridge, J. W. B.; Smith, A. J.; Barker, S. S.; Robbie, S.; Henderson, R.; Balaggan, K.; Viswanathan, A.; Holder, G. E.; Stockman, A.; Tyler, N.; Petersen-Jones, S.; Bhattacharya, S. S.; Thrasher, A. J.; Fitzke, F. W.; Carter, B. J.; Rubin, G. S.; Moore, A. T.; Ali, R. R. (2008). "Effect of Gene Therapy on Visual Function in Leber's Congenital Amaurosis". New England Journal of Medicine 358 (21): 2231–2239. doi:10.1056/NEJMoa0802268. PMID 18441371. a imunodeficiência combinada grave ligada ao X,Fischer, A.; Hacein-Bey-Abina, S.; Cavazzana-Calvo, M. (2010). "20 years of gene therapy for SCID". Nature Immunology 11 (6): 457–460. doi:10.1038/ni0610-457. PMID 20485269. a já mencionada ADA-SCID,Ferrua, F.; Brigida, I.; Aiuti, A. (2010). "Update on gene therapy for adenosine deaminase-deficient severe combined immunodeficiency". Current Opinion in Allergy and Clinical Immunology 10 (6): 551–556. doi:10.1097/ACI.0b013e32833fea85. PMID 20966749. a adrenoleucodistrofia, a leucemia linfocítica crónica, a leucemia linfocítica aguda,Coghlan, Andy (26 de março de 2013) Gene therapy cures leukaemia in eight days. The New Scientist. Consultado a 15 de abril de 2013 o mieloma múltiplo,Coghlan, Andy (11 de dezembro de 2013) Souped-up immune cells force leukaemia into remission. New Scientist. Consultado a 15 de abril de 2013 a hemofiliaGeddes, Linda (30 de outubro de 2013) 'Bubble kid' success puts gene therapy back on track' The New Scientist. Consultado o 2 de novembro de 2013 e a doença de Parkinson.Lewitt, P. A.; Rezai, A. R.; Leehey, M. A.; Ojemann, S. G.; Flaherty, A. W.; Eskandar, E. N.; Kostyk, S. K.; Thomas, K.; Sarkar, A.; Siddiqui, M. S.; Tatter, S. B.; Schwalb, J. M.; Poston, K. L.; Henderson, J. M.; Kurlan, R. M.; Richard, I. H.; Van Meter, L.; Sapan, C. V.; During, M. J.; Kaplitt, M. G.; Feigin, A. (2011). "AAV2-GAD gene therapy for advanced Parkinson's disease: A double-blind, sham-surgery controlled, randomised trial". The Lancet Neurology 10 (4): 309–319. doi:10.1016/S1474-4422(11)70039-4. PMID 21419704.Herper, Matthew (26 de março de 2014) Gene Therapy's Big Comeback Forbes. Consultado a 28 de abril de 2014
A primeira terapia génica comercial, chamada Gendicine, foi aprovada na China em 2003 para o tratamento de certos cancros. Em 2012 Glybera, um tratamento para um raro transtorno hereditário, poderia tornar-se um tratamento para uso clínico na Europa e nos Estados Unidos após a aprovação da sua comercialização pela Comissão Europeia.Gallagher, James (21 de abril de 2015) Gene therapy: 'Tame HIV' used to cure disease BBC News, Health. Consultado a 21 de abril de 2015
Histórico Na década de 80, avanços na biologia molecular já permitiam que os genes humanos fossem sequenciados e clonados. Cientistas que procuravam por um método para facilitar a produção de proteínas — tais como insulina — pesquisaram a introdução de genes humanos no DNA de bactérias. As bactérias, geneticamente modificadas, passaram, então, a produzir a proteína correspondente, que podia ser recolhida e injetada em pessoas que não a podiam produzir naturalmente.
Em 14 de setembro de 1990, pesquisadores do National Institutes of Health, nos Estados Unidos, realizaram a primeira terapia genética autorizada em Ashanti DeSilva, de 4 anos de idade. Nascida com uma rara doença genética chamada Imunodeficiência Combinada Grave, ela não tinha um sistema imunológico saudável e era vulnerável a todos os germes com que tivesse contato. Crianças com essa doença geralmente desenvolvem muitas infecções e raramente sobrevivem à idade adulta.
Na terapia genética realizada em Ashanti, os médicos recolheram glóbulos brancos do corpo da criança e cultivaram as células em laboratório. No segundo momento, inseriram o gene que faltava nas células e reintroduziram os glóbulos brancos geneticamente modificados na corrente sanguínea da paciente. Exames de laboratório mostraram que a terapia fortaleceu o sistema imunológico de Ashanti. Ela parou de contrair resfriados recorrentes e pôde voltar a frequentar a escola. Esse procedimento não a curou; os leucócitos geneticamente modificados só funcionaram por poucos meses, e o processo teve de ser frequentemente repetido. (VII, Thompson, 1993).
Embora essa explicação simplificada de terapia genética possa soar como um final feliz, é apenas um capítulo inicial otimista numa longa história. O percurso até a primeira terapia genética autorizada foi conturbado e cheio de controvérsias. A biologia da terapia genética em humanos é muito complexa, e há ainda muitas técnicas que precisam ser desenvolvidas e doenças que precisam ser entendidas de maneira mais completa antes que a terapia genética possa ser usada apropriadamente.
Cientistas tomaram a iniciativa de tentar introduzir genes diretamente nas células humanas, focando doenças causadas por defeitos em genes simples, tais como fibrose cística, hemofilia e distrofia muscular. Entretanto, esse objetivo foi muito mais difícil de se alcançar que modificar bactérias simples, principalmente por causa dos problemas envolvidos no transporte de grandes seções de DNA e no seu posicionamento no lugar certo do genoma.
Processo básico Na maioria dos estudos a respeito de terapia genética, um gene "normal" é inserido no genoma para substituir um gene "anômalo" causador de doença. Uma molécula transportadora, chamada vetor, precisa ser usada para se enviar o gene terapêutico para as células-alvo do paciente. Atualmente, o vetor mais comum é um vírus que foi geneticamente alterado para transportar DNA humano normal. Vírus evoluíram de forma a encapsular e transportar seus genes para células humanas, causando doenças. Cientistas tentaram aproveitar essa capacidade e manipular o genoma dos vírus, removendo os genes causadores de doença e inserindo genes terapêuticos.
Células-alvo, tais como as células do fígado ou dos pulmões do paciente, são infectadas com o vetor. Este, então, descarrega seu material genético, contendo o gene terapêutico humano, na célula-alvo. A produção de proteínas funcionais pelos genes terapêuticos restauram as células-alvo a um estado de normalidade.
Tipos de terapia genética Teoricamente, é possível transformar tanto células somáticas (a maior parte de células do corpo) quanto células germinativas (espermatozoides, óvulos, e suas células-tronco precursoras). Todas as terapias genéticas realizadas até agora em humanos foram dirigidas a células somáticas, enquanto a engenharia de células germinativas continua altamente controversa. Para que os genes introduzidos sejam transmitidos normalmente para a descendência, é necessário não apenas que sejam inseridos na célula, mas também que sejam incorporados aos cromossomos por recombinação genética.
A terapia genética com genes somáticos pode ser dividida em duas grandes categorias: ex vivo (em que as células são modificadas fora do corpo e, então, transplantadas novamente para o paciente); e in vivo (em que os genes são modificados nas células ainda dentro do corpo). Abordagens in vivo baseadas em recombinação são especialmente incomuns.
Métodos da terapia genética Existe uma variedade de métodos diferentes para substituir ou reparar os genes focados na terapia genética. Um gene normal pode ser inserido num local não específico no genoma para substituir um gene problemático. Essa abordagem é a mais comum. Um gene anômalo pode ser trocado por um gene normal por meio da recombinação. O gene anômalo pode ser reparado por meio de mutação reversa seletiva, que devolve ao gene suas funções normais de tinguelo. A regulação (o grau em que um gene está ativo ou inativo) de um gene em particular pode ser alterada.
Vetores da terapia genética Vírus Vírus atacam seus hospedeiros e introduzem seus materiais genéticos nas células hospedeiras como parte de seus ciclos de replicação. Esse material genético contém 'instruções' básicas sobre como produzir mais cópias desses vírus, "sequestrando" o mecanismo de produção normal do corpo para servir às necessidades do vírus. A célula hospedeira recebe essas instruções e produz cópias adicionais do vírus, infectando mais e mais células. Alguns tipos de vírus fisicamente inserem seus genes no genoma do hospedeiro (uma característica que define os retrovírus, como o HIV).