Oncolytic viral vectors in the era of diversified cancer therapy: from preclinical to clinical

With the in-depth research and wide application of immunotherapy recently, new therapies based on oncolytic viruses are expected to create new prospects for cancer treatment via eliminating the suppression of the immune system by tumors. Currently, an increasing number of viruses are developed and engineered, and various virus vectors based on effectively stimulating human immune system to kill tumor cells have been approved for clinical treatment. Although the virus can retard the proliferation of tumor cells, the choice of oncolytic viruses in biological cancer therapy is equally critical given their therapeutic efficacy, safety and adverse effects. Moreover, previously known oncolytic viruses have not been systematically classified. Therefore, in this review, we summarized and distinguished the characteristics of several common types of oncolytic viruses: herpes simplex virus, adenovirus, measles virus, Newcastle disease virus, reovirus and respiratory syncytial virus. Subsequently, we outlined that these oncolytic viral vectors have been transformed from preclinical studies in combination with immunotherapy, radiotherapy, chemotherapy, and nanoparticles into clinical therapeutic strategies for various advanced solid malignancies or circulatory system cancers. (AU)

Nanopartículas sólidas lipídicas para terapia génica / Solid lipid nanoparticles for gene therapy

La terapia génica consiste en la administración de ácidos nucleicos con el fin de modular la expresión de proteínas específicas y revertir así una enfermedad. Es una nueva área de la medicina con gran potencial para el tratamiento de enfermedades tanto hereditarias como adquiridas. Hasta ahora, los sistemas virales de administración de ácidos nucleicos han resultado eficaces, pero presentan importantes problemas de seguridad. Los vectores no virales, en cambio, son más seguros pero menos eficaces, aunque su eficacia ha aumentado significativamente en los últimos años. Esta revisión recoge la contribución de nuestro grupo de investigación al diseño de vectores no virales basados en nanopartículas sólidas lipídicas (SLNs) para terapia génica. Hemos estudiado la relación entre factores de la formulación con los procesos de internalización y disposición intracelular del material genético, que condicionan la eficacia de transfección, y por primera vez demostramos la capacidad de las SLNs para inducir la síntesis de una proteína tras su administración endovenosa a ratones. Esta revisión también recoge nuestros trabajos sobre la aplicación de las SLNs en el tratamiento de enfermedades infecciosas y enfermedades raras, como la retinosquisis juvenil ligada al cromosoma X, enfermedad en la que la retina está desestructurada debido a la deficiencia de la proteína retinosquisina. La administración de SLNs con el gen que codifica esta proteína en un modelo animal de esta enfermedad indujo la recuperación estructural de la retina. Los trabajos aquí recogidos muestran el gran potencial de las SLNs como sistemas de administración de ácidos nucleicos (AU)

Gene therapy is a rapidly advancing field with great potential for the treatment of genetic and acquired systemic diseases. This therapy requires the introduction of foreign genetic material in the target cells to modify a genetic sequence. Viral vectors are the most effective, but their application is limited by their immunogenicity, oncogenicity and the small size of the DNA they can transport. Non-viral vectors, however, are safer, lowered cost, and more reproducible and do not present DNA size limit. The main problem of nonviral systems is their low transfection efficiency, although it has improved during the last years. This review presents the contribution of our research group to the design and evaluation of SLNs based non-viral vectors for gene transfer. We report our studies about the relationship between formulation factors and cell uptake and intracellular trafficking of the genetic material, very important for transfection. We have shown, for the first time, the ability to induce transgene protein expression of the SLNs after endovenous administration to mice. This revision also reports our work about the potential application of SLNs to the treatment of infectious and rare diseases, as the X-linked juvenile retinoschisis, a retinal disorder due to a deficiency in the protein retinoschisin, and characterized by poor eyesight and degeneration of the retina. The intraocular injection of SLNs bearing the gene that encodes retinoschisin to diseased mice led to the partial recovery of the retina. All together, our results show the potential of SLNs as a system for gene delivery (AU)

Construction and expression of Dermatophagoides pteronyssinus group 1 major allergen T cell fusion epitope peptide vaccine vector based on the MHC II pathway / Construcción y expresión de vector de vacuna de péptido epítopo de fusión de células t de alérgeno principal del grupo 1 dermatophagoides pteronyssinus basado en la vía MHC II

Backgound and aims: Dermatophagoides peteronyssinus is one of the important house dust mites responsible for allergic asthma that can be tentatively managed by specific immunotherapy. The present study was to construct a vector encoding T-cell epitopes of major allergen group 1 of Dermatophagoides pteronyssinus as a vaccine delivered by MHC class II pathway. Methods: the nucleotide sequences of the 3 target genes were synthesized, including TAT, IhC and the recombinant fragment of Der p 1 encoding 3 T-cell epitopes. After amplification of the 3 target fragments by PCR and digestion with corresponding restriction endonucleases, the recombinant gene TAT-IhC-Der p 1-3T was ligated using T4 DNA ligase and inserted into the prokaryotic expression vector pET28a(+) to construct the recombinant plasmid pET- 28a(+)-TAT-IhC-Der p 1-3T, which was confirmed by digestion with restriction endonucleases and sequencing. The recombinant vector was transformed into E. coli strain BL21 (DE3) and induced with IPTG, and the induced protein TAT-IhC-Der p1-3T was detected by SDS-PAGE. After purification, the recombinant protein was confirmed by Western blotting and its allergenicity tested using IgE-binding assay. Results: the recombinant plasmid pET-28a-TAT-IhCDer p1-3T was successfully constructed as confirmed by restriction endonuclease digestion and sequencing, and the expression of the recombinant protein TAT-IhC-Der p1-3T was induced in E. coli. Western blotting verified successfull purification of the target protein, which showed a stronger IgE-binding ability than Der p1. Conclusion: we successfully constructed the recombinant expression vector pET-28a-TAT-IhC-Der p1-3T expressing a T-cell epitope vaccine delivered by MHC II pathway with strong IgE-binding ability, which provides a basis for further study on specific immunotherapy via MHC class II pathway (AU)

Antecedentes y objetivo: el Dermatophagoides peteronyssinus es uno de los principales ácaros del polvo doméstico responsables del asma alérgica que se pueden administrar provisionalmente para una inmunoterapia específica. El presente estudio busca construir un vector que codifique epítopos de células T del grupo de alérgenos principal, el Grupo 1 de Dermatophagoides pteronyssinus como una vacuna suministrada mediante la vía MHC de clase II. Métodos: se sintetizaron las secuencias de nucleótidos de los 3 genes objetivo, incluyendo TAT, IhC y el fragmento recombinante de Der p 1 encargado de codificar 3 epítopos de célula T. Después de la amplificación de los 3 fragmentos objetivo por PCR y digestión con endonucleasas de restricción correspondientes, el gen recombinante TAT-IhC-Der p 1-3T se ligó usando T4 DNA ligasa y se insertó en el vector de expresión procariota pET28a (+) para construir el plásmido recombinante pET 28a (+)-TAT-IHC-Der p 1-3T, que se confirmó por digestión con endonucleasas de restricción y secuenciación. El vector recombinante se transformó en E. coli cepa BL21 (DE3) y se indujo con IPTG, y la proteína inducida TATIHC-Der p1-3T se detectó mediante SDS-PAGE. Después de la purificación, la proteina recombinante se confirmó por análisis de inmunotransferencia (Western blot) y se probó su alergenicidad usando el ensayo de unión a IgE. Resultados: el plásmido recombinante pET-28a-TATIHCDer p1-3T se construyó con éxito, se confirmó por digestión con endonucleasas de restricción y la secuenciación y la expresión de la proteína recombinante TAT-IHCDer p1-3T fue inducida en E. coli. Purificación con éxito verificada mediante Western blot de la proteína objetivo, que mostró una capacidad de unión a IgE más fuerte que Der p1. Conclusión: hemos construido con éxito el vector de expresión recombinante pET-28a-TAT-IHC-Der p1-3T que expresa una vacuna de epítopo de células T administrada por vía MHC II con fuerte capacidad de unión a IgE. Este trabajo proporciona una base para seguir estudiando la inmunoterapia específica mediante la vía MHC de clase II (AU)

Combined use of a new SNP-based assay and multilocus SSR markers to assess genetic diversity of Xylella fastidiosa subsp. pauca infecting citrus and coffee plants

Two haplotypes of Xylella fastidiosa subsp. pauca (Xfp) that correlated with their host of origin were identified in a collection of 90 isolates infecting citrus and coffee plants in Brazil, based on a single-nucleotide polymorphism in the gyrB sequence. A new single-nucleotide primer extension (SNuPE) protocol was designed for rapid identification of Xfp according to the host source. The protocol proved to be robust for the prediction of the Xfp host source in blind tests using DNA from cultures of the bacterium, infected plants, and insect vectors allowed to feed on Xfp-infected citrus plants. AMOVA and STRUCTURE analyses of microsatellite data separated most Xfp populations on the basis of their host source, indicating that they were genetically distinct. The combined use of the SNaPshot protocol and three previously developed multilocus SSR markers showed that two haplotypes and distinct isolates of Xfp infect citrus and coffee in Brazil and that multiple, genetically different isolates can be present in a single orchard or infect a single tree. This combined approach will be very useful in studies of the epidemiology of Xfp-induced diseases, host specificity of bacterial genotypes, the occurrence of Xfp host jumping, vector feeding habits, etc., in economically important cultivated plants or weed host reservoirs of Xfp in Brazil and elsewhere (AU)

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Molecular epidemiology of methicillin-resistant Staphylococcus aureus in a university hospital in northwestern Spain

Continuous monitoring of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) is necessary to understand the clonal evolution of successful lineages. In this study, we identified the MRSA clones circulating in a Spanish hospital during a 2-year period, assessed their relationship with antimicrobial resistance profiles, and investigated the presence of the emerging community-associated and livestock-associated MRSA lineages (CA-MRSA, LA-MRSA). CC5-MRSA-IV isolates were the most frequently recovered, which supports the previously reported prevalence of this clone in Spanish hospitals. We observed ST125 isolates that harbored specific cassette chromosome recombinase (ccr) gene elements of the staphylococcal cassette chromosome mec (SCCmec) types IV and VI. That clone, which was first detected only recently, has increased resistance to erythromycin. Furthermore, 94% of the infections were caused by non-multiresistant isolates. Neither CA-MRSA nor LA-MRSA isolates were observed. These findings, along with related events over the last decade, suggest the establishment of a clonal endemic population in the Spanish clinical environment (AU)

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Seudopartículas virales como vacunas víricas en veterinaria / Virus-like particle-based vaccines for animal viral infections

La vacunación constituye uno de los procedimientos más eficaces para controlar los patógenos y prevenir enfermedades tanto en seres humanos como en el campo veterinario. Las vacunas tradicionales frente a enfermedades animales se basan por lo general en la utilización de virus atenuados o inactivados. Sin embargo, las vacunas de subunidad están ganando terreno progresivamente en el campo de la sanidad animal. Entre ellas, las vacunas basadas en pseudopartículas virales o VLPs (por su nombre en inglés virus-like particles), representan una de las estrategias más atractivas actualmente en el campo de las vacunas para animales. Las VLPs son estructuras proteicas con una geometría y uniformidad muy definidas, que mimetizan la estructura de los virus nativos pero carecen de genoma viral. Por lo general son antigénicamente indistinguibles de los virus de los que proceden y su empleo como inmunógenos presenta importantes ventajas en términos de seguridad. Las VLPs pueden inducir una fuerte respuesta inmune, tanto humoral como celular, y se ha demostrado que poseen capacidad de actuar como adyuvantes (self-adjuvanting). Además de su idoneidad como vacunas frente al virus homólogo del cual proceden, las VLPs también se pueden utilizar como vectores para la presentación multimérica de antígenos heterólogos. Las VLPs han mostrado una elevada eficacia como candidatos vacunales, sin embargo, hasta el momento sólo una vacuna basada en VLPs ha sido autorizada y comercializada en el campo veterinario. En este trabajo se revisa el estado actual de las VLP empleadas como nuevas estrategias vacunales en el campo de la veterinaria, analizando las potenciales ventajas y desafíos que enfrenta esta tecnología (AU)

Vaccination is considered one of the most effective ways to control pathogens and prevent diseases in humans as well as in the veterinary field. Traditional vaccines against animal viral diseases are based on inactivated or attenuated viruses, but new subunit vaccines are gaining attention from researchers in animal vaccinology. Among these, virus-like particles (VLPs) represent one of the most appealing approaches opening up interesting frontiers in animal vaccines. VLPs are robust protein scaffolds exhibiting well-defined geometry and uniformity that mimic the overall structure of the native virions but lack the viral genome. They are often antigenically indistinguishable from the virus from which they were derived and present important advantages in terms of safety. VLPs can stimulate strong humoral and cellular immune responses and have been shown to exhibit self-adjuvanting abilities. In addition to their suitability as a vaccine for the homologous virus from which they are derived, VLPs can also be used as vectors for the multimeric presentation of foreign antigens. VLPs have therefore shown dramatic effectiveness as candidate vaccines; nevertheless, only one veterinary VLP-base vaccine is licensed. Here, we review and examine in detail the current status of VLPs as a vaccine strategy in the veterinary field, and discuss the potential advantages and challenges of this technology (AU)

A new disruption vector (pDHO) to obtain heterothallic strains from both Saccharomy cescerevisiae and Saccharomyces pastorianus

Yeasts are responsible for several traits in fermented beverages, including wine and beer, and their genetic manipulation is often necessary to improve the quality of the fermentation product. Improvement of wild-type strains of Saccharomyces cerevisiae and Saccharomyces pastorianus is difficult due to their homothallic character and variable ploidy level. Homothallism is determined by the HO gene in S. cerevisiae and the Sc-HO gene in S. pastorianus. In this work, we describe the construction of an HO disruption vector (pDHO) containing an HO disruption cassette and discuss its use in generating heterothallic yeast strains from homothallic Saccharomyces species (AU)

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Terapia génica no invasiva en enfermedades neurológicas / Non invasive gene therapy in neurological diseases

Introduction. Brain gene therapy consists of introducing nucleic acids into nerve tissue whose expression may prove to betherapeutically useful. This genetic material is indirectly introduced by means of non invasive gene therapy into the bloodthereby avoiding its direct injection into the brain and the damage to the blood brain barrier.Aim. The different non invasive vectors and means of gene transfer to the central nervous system will be discussed.Development. There has been a remarkable breakthrough in recent years in non invasive gene transfer strategies into thecentral nervous system. The development of new serotypes of adenoassociated vectors, such as AAV9, and of functionalizednanoparticles, such as pegylated immunoliposomes, polymeric nanoparticles, pegylated nanoparticles, dendrimers, fullerens,as well as specific transporters specific to the low density lipoprotein receptor family, means that it is now possible tointroduce and express gene material in nerve tissue following peripherical administration of the above mentioned vectors.Conclusions. Non invasive gene therapy entails exciting new perspectives for the treatment of the numerous neurologicaldiseases for which there are no effective pharmacological treatments. Studies already performed on animals have provedto be highly promising and it is likely that, in the next few years, they will give rise to non invasive gene therapy procedureswhich will be useful and safe for treating patients (AU)

Introducción. La terapia génica cerebral consiste en la introducción de ácidos nucleicos en el tejido nervioso cuya expresiónpueda resultar de utilidad terapéutica. Mediante la terapia génica no invasiva, este material genético es introducido indirectamentepor vía sanguínea, evitando su inyección directa en el parénquima cerebral y el daño de la barrera hematoencefálica.Objetivo. Discutir los diferentes vectores y vías no invasivas de transferencia génica al sistema nervioso central.Desarrollo. En los últimos años se ha producido un giro espectacular en las estrategias para la transferencia génica no invasivadel sistema nervioso central. El desarrollo de nuevos serotipos de vectores adenoasociados, como AAV9, de una gama denanopartículas funcionalizadas, como inmunoliposomas pegilados, nanopartículas poliméricas, nanopartículas pegiladas,dendrímeros, fulerenos, así como de transportadores específicos de la familia de receptores de lipoproteína de baja densidad,permite introducir y expresar material génico en el tejido nervioso tras la administración periférica de dichos vectores.Conclusiones. La terapia génica no invasiva supone nuevas y excitantes perspectivas para el tratamiento de las numerosasenfermedades neurológicas para las cuales no existen tratamientos farmacológicos efectivos. Los estudios ya realizadosen animales resultan altamente prometedores y es probable que, en los próximos años, den lugar a procedimientos de terapia génica útiles y seguros para su uso en pacientes (AU)

Aproximaciones de terapia génica para la diabetes tipo 1 / Gene therapy for type 1 diabetes

La diabetes mellitus tipo 1 es una enfermedad crónica que resulta de la destrucciónautoinmune de las células beta pancreáticas. Aunque la terapia sustitutivacon insulina permite a los pacientes llevar una vida activa, no impide laaparición de complicaciones secundarias graves cuando el control de la glucemiaes insufi ciente, y está asociada al riesgo de padecer episodios de hipoglucemia.Por tanto, es necesario disponer de terapias más efectivas y seguras. Laterapia génica se puede considerar una nueva aproximación o herramienta prometedoraen la búsqueda de una curación para la diabetes. Los avances en elcampo de la terapia génica nos permiten disponer de vectores más seguros yefi caces para transferir los genes de interés a las diferentes células/tejidos delorganismo. En esta revisión se presentan, por un lado, los elementos que espreciso tener en cuenta a la hora de diseñar una estrategia de terapia génicapara la diabetes y, por otro, las diferentes aproximaciones actuales para la diabetestipo 1. Por último, se discuten los resultados más relevantes descritos eneste campo(AU)

Type 1 diabetes mellitus is a chronic disease characterized by autoimmunedestruction of insulin-producing beta-cells. Current insulin replacement therapiesoffer many patient benefits, but do not prevent secondary complicationswhen glycemic control is insufficient and are associated with the risk of hypoglycemia.Therefore, more efficient and safer therapies are still required.Gene therapy is considered a new approach/tool to treat diabetes. Importantadvances in the field of gene therapy have made vectors both more efficientand safer in delivering genes to most tissues and cell types. In this review, wefirst analyze the key issues that should be considered for designing a newgene therapy approach for diabetes and second, we discuss main approachescurrently under investigation for this disease. Finally, most relevant results inthe field are presented(AU)

ARN de interferencia terapéutico para enfermedades neurodegenerativas / Therapeutic RNA interference for neurodegenerative diseases

Introducción. El descubrimiento del ARN de interferencia (ARNi), una vía biológica de control de expresión génica,ha revolucionado el campo de la investigación biomédica. De las muchas aplicaciones del ARNi, quizás su explotación terapéutica sea la más prometedora. Un grupo de enfermedades donde el uso de ARNi terapéutico se está explorando activamente lo constituyen los trastornos neurodegenerativos. Objetivo. Presentar tanto al neurólogo clínico como al investigador básico un sumario actualizado del desarrollo de ARNi terapéutico para enfermedades neurodegenerativas. Desarrollo. El progresotécnico en la manipulación del ARNi en neuronas y los avances recientes en el conocimiento de la patogenia de los procesos neurodegenerativos han facilitado el diseño de ARNi terapéutico tanto para enfermedades hereditarias como idiopáticas. Varios ensayos preclínicos se han completado con éxito en modelos animales, allanando el camino hacia el diseño de ensayos clínicos en humanos. Sin embargo, antes de llegar a ese punto hay que completar más estudios experimentales en animalespara demostrar la eficacia de esta modalidad terapéutica y, más importante aún, para predecir los posibles efectos adversos de esta intervención en el cerebro humano. Conclusión. Aunque todavía en estadios preclínicos, la explotación del ARNi con fines terapéuticos en enfermedades neurodegenerativas está generando resultados muy prometedores. La evoluciónde este campo en los próximos años puede ser crítica para iniciar su aplicación clínica

Introduction. The discovery of RNA interference (RNAi), a biological way to control gene expression, has revolutionised the field of biomedical research. Of the many applications of RNAi, perhaps its use for therapeutic purposes is the most promising. One group of diseases where the use of therapeutic RNAi is being actively explored is that of neurodegenerativedisorders. Aim. To provide both the clinical neurologist and the basic researcher with an updated summary of the development of therapeutic RNAi for neurodegenerative diseases. Development. The technical progress made in the manipulation of RNAi in neurons and the recent advances in our knowledge of the pathogenesis of neurodegenerative processes have been valuableaids in designing therapeutic RNAi for both hereditary and idiopathic diseases. Several pre-clinical trials have been successfully completed in animal models, thus clearing the way towards the design of clinical trials in humans. Nevertheless, before reaching that point more experimental studies need to be carried out in animals to prove the effectiveness of this mode of therapy and, still more important, to be able to predict the possible side effects of this procedure in the human brain.Conclusions. Although it is still in the pre-clinical stages, the use of RNAi for therapeutic purposes in neurodegenerative diseases is producing some very promising results. The evolution of this field over the next few years may be critical for beginning its clinical application

Perspectivas de la terapia génica en los tumores pediátricos / Perspectives of gene therapy in pediatric tumors

La terapia génica del cáncer es una opción terapéutica con, todavía, corta experiencia clínica. Los resultados de los primeros ensayos clínicos en humanos han puesto de manifiesto unas limitaciones tecnológicas, económicas y regulatorias, que afectan negativamente a su desarrollo. Las líneas de investigación enfocadas a mejorar la capacidad infectiva y oncolítica de los vectores, así como la terapia dirigida a la metástasis, deben conseguir tratamientos más eficaces y con repercusión en un mayor número de pacientes (AU)

Cancer gene therapy still has a limited clinical experience. The results reported from the first clinical trials have shown some technical, economical and regulatory draw-backs of this therapy. New research is needed to improve the oncolytic and infective capacity of the vectors, and the targeting of metastases. New developments should result in the applications of more efficient therapy approaches for a broader group of cancer patients (AU)

Aplicación de los protocolos de PCR BIOMED-2 en el análisis genotípico de los linfomas cutáneos primarios / Genotypic analysis in primary cutaneous lymphomas using the standardized BIOMED-2 polymerase chain reaction protocols

El proyecto europeo BIOMED-2 Concerted Action BMH4-CT98-3936 describe protocolos estandarizados de amplificación por reacción en cadena de la polimerasa (PCR) de los diferentes loci de los genes del receptor de la célula T (TCR) e inmunoglobulinas (Ig) con el objetivo de obtener una mayor sensibilidad y especificidad en el estudio de clonalidad de las neoplasias linfoides. En el estudio de clonalidad T, además del TCR gamma se propone el estudio adicional de los reordenamientos del gen TCR Beta y del locus TCR Delta (útil en casos deneoplasias de células T gamma Delta +). En el estudio de clonalidad B, junto al segmento FRIII del gen IgH se diseña el estudio de otros segmentos (FRI, FRII), así como de los genes Ig Landa e Ig Kappa o reordenamientos incompletos DJ del gen IgH y kappa de (kappa deleting element). La lectura de los resultados de la amplificación se realiza mediante sistemas automatizados de lectura (GeneScan) o mediante el sistema heterodúplex (AU)

The European Biomedicine and Health (BIOMED-2) Concerted Action Project BMH4-CT98-3936 has defined standardized protocols for polymerase chain reaction (PCR) amplification of different loci of the T-cell receptor (TCR) and immunoglobulin (Ig) genes with a view to achieving greater sensitivity and specificity in the assessment of clonality of lymphoid neoplasms. To assess T-cell clonality, analysis of TCR Betagene and TCR Delta rearrangements (useful in cases of T gamma Delta + cell neoplasms) is proposed alongside that of TCR gamma. For analysis of B-cell clonality, along with the framework (FR) III segment of the IgH gene, other segments are studied (FRI, FRII) in addition to Ig Landa and Ig kappa genes or incomplete DJ rearrangements of the IgH gene and the kappa deleting element. The results of the amplification are read using automatic reading systems (GeneScan) or using a heteroduplex system (AU)

Gene therapy in the management of oral cancer: Review of the literature

Gene therapy essentially consists of introducing specific genetic material into target cells without producing toxic effects on surrounding tissue. Advances over recent decades in the surgical, radiotherapeutic and chemotherapeutic treatment of oral cancer patients have not produced a significant improvement in patient survival. Increasing interest is being shown in developing novel therapies to reverse oral epithelial dysplastic lesions. This review provides an update on transfer techniques, therapeutic strategies, and the clinical applications and limitations of gene therapy in the management of oral cancer and precancer. We highlight the combination of gene therapy with chemotherapy (e.g., 5-Fluoracil) and immunotherapy, given the promising results obtained in the use of adenovirus to act at altered gene level (e.g., p53). Other techniques such as suicide gene therapy, use of oncolytic viruses or the use of antisense RNA have shown positive although very preliminary results. Therefore, further research into these promising gene therapy techniques is required to assess their true efficacy and safety in the management of these lesions

Terapia génica en el cáncer de próstata. ¿Es posible una vacuna? / Gene therapy: is possible a vaccine for prostate cancer?

Introducción: Debido a las limitaciones existentes en el tratamiento del cáncer de próstata en estadios avanzados, se precisan nuevas estrategias de tratamiento para estos pacientes. El desarrollo de la biología molecular en el campo del cáncer de próstata, ha proporcionado un mayor conocimiento de las alteraciones más comunes a nivel del ADN de las células cancerígenas, que podrían ser utilizadas como dianas terapéuticas. En este artículo se han revisado los conceptos actuales en el campo de la terapia génica, las alteraciones génicas más frecuentes en el cáncer de próstata y posibles estrategias de tratamiento

Background: New approaches for prostate cancer are needed due to limitations of current therapies for the treatment in advanced stages of the disease. In fact, there is no effective treatment for these patients. Development in molecular biology research on prostate cancer has improved the knowledge of common alterations encoded in DNA sequence, which may be useful as targets for prostate cancer approach. In this review we give an overview of current gene therapy concepts, the most common gene alterations in prostate cancer and the gene therapy treatment strategies

Terapia génica en la enfermedad de Parkinson / Gene therapy for Parkinson's disease

La enfermedad de Parkinson es un trastorno crónico y progresivo cuyo tratamiento no impide a medio plazo la aparición de complicaciones motoras y psíquicas invalidantes. Las técnicas de terapia génica de aplicación cada vez mayor en el campo de las enfermedades neurodegenerativas se suman a las posibilidades de tratamiento de esta patología. Entre las modalidades existentes, las estrategias in vivo que emplean potentes vectores virales son las que mejores resultados han obtenido en los distintos modelos existentes de la enfermedad. Este artículo pretende revisar la información referente al empleo de estas últimas técnicas, los ensayos terapéuticos que se han llevado a cabo y las ventajas e inconvenientes que tiene la utilización de los diferentes vectores

Parkinson's disease is a chronic and progressive disorder whose treatment does not prevent middle term appearance of invalidating motor and psychic complications. Gene therapy techniques which are increasingly applied in the field of neurodegenerative diseases are added to the possibility of treatment of this disease. Among the existing modalities, the in vivo strategies that use potent viral vectors are those which have obtained the best results in the different existing models of the disease. This article aims to review the information regarding the use of these latter techniques, the therapeutic trials that have been conducted and the advantages and disadvantages that the use of the different vectors have

Viral gene therapy

Cancer is a multigenic disorder involving mutations of both tumor suppressor genes and oncogenes. A large body of preclinical data, however, has suggested that cancer growth can be arrested or reversed by treatment with gene transfer vectors that carry a single growth inhibitory or pro-apoptotic gene or a gene that can recruit immune responses against the tumor. Many of these gene transfer vectors are modified viruses. The ability for the delivery of therapeutic genes, made them desirable for engineering virus vector systems. The viral vectors recently in laboratory and clinical use are based on RNA and DNA viruses processing very different genomic structures and host ranges. Particular viruses have been selected as gene delivery vehicles because of their capacities to carry foreign genes and their ability to efficiently deliver these genes associated with efficient gene expression. These are the major reasons why viral vectors derived from retroviruses, adenovirus, adeno-associated virus, herpesvirus and poxvirus are employed in more than 70% of clinical gene therapy trials worldwide. Because these vector systems have unique advantages and limitations, each has applications for which it is best suited. Retroviral vectors can permanently integrate into the genome of the infected cell, but require mitotic cell division for transduction. Adenoviral vectors can efficiently deliver genes to a wide variety of dividing and nondividing cell types, but immune elimination of infected cells often limits gene expression in vivo. Herpes simplex virus can deliver large amounts of exogenous DNA; however, cytotoxicity and maintenance of transgene expression remain as obstacles. AAV also infects many non-dividing and dividing cell types, but has a limited DNA capacity. This review discusses current and emerging virusbased genetic engineering strategies for the delivery of therapeutic molecules or several approaches for cancer treatment (AU)

Terapia génica en neurooncología / Gene therapy in neuro-oncology

Introducción y desarrollo. El concepto de terapia génicaimplica la transferencia de material genético a una célula, un tejidoo un órgano con el fin de curar una enfermedad o al menosmejorar el estado clínico de un paciente. Los componentes esencialesde la terapia son: un vector capaz de introducirse eficiente yselectivamente en las células que constituyan el foco de la enfermedad,y un gen terapéutico que represente un remedio genético parala patología. En terapias contra el cáncer se utilizan preferentementelos retrovirus como vectores al infectar exclusivamente lascélulas en división. Entre las estrategias más populares y exitosasde terapia génica contra el cáncer se encuentran la inmunoterapia,la antiangiogénesis, la utilización de genes ‘asesino-suicidas’ yel bloqueo de oncogenes con ARN de interferencia. Conclusiones.Cada una de estas terapias se ha verificado en líneas tumoralescultivadas, así como en animales de experimentación, donde se haobservado un efecto antitumoral claro con ausencia de efectossecundarios apreciables. En la actualidad, la mayoría de estas estrategiasse encuentran en fase clínica, pero aún no constituyenuna opción terapéutica

Introduction and development. The concept of gene therapy implies the transfer of genetic material to a cell, a tissueor an organ with the aim to cure an illness or at least to improve the clinical status of a patient. The essential components ofthe therapy are: a vector able to enter efficiently and selectively the target cells; and the therapeutic gene competent to curethe pathology. In cancer therapies, retroviruses are preferentially used as vectors because they only infect dividing cells.Among the most popular and successful gene therapies against cancer we find the immunotherapy, the antiangiogenicstrategies, the killer-suicide genes and RNA interference against specific oncogenes. Conclusions. Each one of these therapieshave proven successful in cancer cell lines and in experimental animals where it has been shown a clear antitumoral effect inthe absence of appreciable secondary effects. At present, the majority of these procedures are in clinical phases but none as yetis considered a therapeutic option

El futuro en la infección por VIH: terapia génica y ARN de interferencia / The Future in HIV infection: Gene Therapy and RNA interference

La descripción del mecanismo de interferencia mediada por ARN (ARNi) ha despertado un enorme interés en todos los campos de la biomedicina. Una vía previamente desconocida en la que fragmentos de doble hebra de ARN de 21 a 23 residuos (ARNpi) median la degradación específica de secuencias de ARNm se está convirtiendo en una de las herramientas más poderosas en la investigación en biología celular y genética. Existen grandes expectativas en el uso terapéutico silenciamiento genético por medio de ARNi que se basan en su potencia, especificidad y fisiología. La comunicación de las primeras evidencias sobre la efectividad del ARNi como supresor de la replicación de VIH ha estimulado de nuevo el desarrollo de estrategias de terapia génica o molecular para el tratamiento de la infección por VIH

The description of the mechanism of RNA interference (RNAi) has generated enormous interest in the biomedical field. A previously unrecognized pathway in which small interfering, 21 to 23 mer, double-stranded RNA (siRNA) mediates sequence-specific degradation of mRNA is becoming one the most useful techniques in cell biology and genetics research. Based on the potency, specificity and physiology of RNAi to silence gene expression, much is expected from its use as a therapeutic tool. The first evidence of RNAi as a suppressor of HIV replication has already been reported, thus providing a new impetus to the development of molecular or gene therapy approaches to HIV infection

Terapia génica: realidades actuales y expectativas / Gene therapy: current situation and expectations

En esta revisión se describe la situación actual de la terapia génica en enfermedades hematológicas, inmunológicas y en cáncer. En todas ellas el objetivo principal de los diversos abordajes de la terapia génica es el transducir los genes terapéuticos en la mayor parte de las células diana. A nivel de enfermedades crónicas o inmunológicas se requiere, asimismo, una expresión estable de los genes terapéuticos y a nivel de las células tumorales la eficiencia o porcentaje de células transducidas condiciona el éxito de los tratamientos. Por consiguiente, los vectores son uno de los elementos básicos para optimizar los abordajes y protocolos de terapia génica dado que sabemos que con el empleo de liposomas menos del 10% de las células van a ser transducidas, que con el empleo de retrovirus sólo se van a infectar células en replicación y que con los adenovirus va a haber una respuesta inflamatoria importante y una transducción transitoria del gen terapéutico. Asimismo se discuten los últimos abordajes en terapia génica del cáncer con virus de replicación selectiva, genes suicidas, etc

In this review the current situation of gene therapy is described in hematological diseases, immunological conditions, and cancer. In all of them, the principal objective of various approaches with gene therapy is transduction of therapeutic genes in most of target cells. In chronic or immunological diseases, a stable expression of therapeutic genes is also required; in tumor cells, the efficiency or porcentage of transduced cells make conditional on the treatment success. Consequently, vectors are one of the basic elements to optimize gene therapy approaches and protocols in view of the facts that we know that with liposomes less than 10% of cells are transduced, that retrovirus only infect cells in replication, and that adenovirus give rise to an important inflammatory response and a transitory transduction of the therapeutic gene. In addition recent approaches in cancer gene therapy with selective replication virus, suicidal genes, etc., are discussed

Streptococcus pneumoniae and its bacteriophages: one long argument / Streptococcus pneumoniae y sus bacteriófagos: una prolongada controversia

Infectious diseases currently kill more than 15 million people annually, and the WHO estimates that every year 1.6 million people die from pneumococcal diseases. Streptococcus pneumoniae (pneumococcus), a bacterium with a long biological pedigree, best illustrates the rapid evolution of antibiotic resistance, which has led to major public health concern. This article discusses the molecular basis of the two main virulence factors of pneumococcus, the capsule and cell-wall hydrolases, as well as new approaches to developing medicinal weapons for preventing pneumococcal infections. In addition, current knowledge regarding pneumococcal phages as potential contributors to virulence and the use of lytic enzymes encoded by these phages as therapeutic tools is reviewed (AU)

Las enfermedades infecciosas matan anualmente a unos 15 millones de personas y la OMS estima que 1,6 millones de esas muertes se deben a infecciones neumocócicas. Streptococcus pneumoniae (neumococo), una bacteria con una notable contribución histórica a la biología, es el mejor ejemplo que ilustra el rápido desarrollo de la resistencia a los antibióticos, lo que puede originar un grave problema sanitario. Esta revisión analiza las bases moleculares de los dos factores principales de virulencia en el neumococo, la cápsula y las hidrolasas de la pared celular y describe nuevos enfoques para el desarrollo de nuevas herramientas médicas para prevenir las infecciones neumocócicas. También se analizan el conocimiento actual de la posible contribución de los fagos de neumococo a la virulencia de esta bacteria y el uso como arma terapéutica de las enzimas líticas codificadas por estos fagos (AU)