Artículo sobre terapias con vectores lentivirales in-vivo y ex-vivo en The Medicine Maker

Conoce tus vectores: Guía completa sobre terapias lentivirales in vivo y ex vivo

A medida que las terapias génicas y celulares avanzan en su desarrollo clínico, las terapias con vectores lentivirales se consolidan como una herramienta poderosa para la entrega genética dirigida. Ya sea aplicadas in vivo o ex vivo, los vectores lentivirales ofrecen flexibilidad, eficiencia y una expresión génica duradera, con una patogenicidad relativamente baja. En este artículo ofrecemos una visión completa sobre cómo funcionan estos vectores, cómo se fabrican y optimizan, y cuál es su creciente papel en el futuro de las terapias celulares modificadas genéticamente.

El impacto creciente de las terapias génicas y celulares

A mediados de 2022, había más de 2.000 terapias génicas y de células modificadas genéticamente en desarrollo en todo el mundo. La FDA prevé aprobar entre 10 y 20 terapias génicas y celulares por año a partir de 2025, y se espera que el sector alcance un valor de 17.300 millones de dólares en 2035, con una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) estimada del 18 % entre 2022 y 2035. Entre las tecnologías que están impulsando esta revolución, las terapias basadas en vectores lentivirales destacan como unas de las más prometedoras.

¿Qué son los vectores lentivirales?

Los vectores lentivirales son virus modificados diseñados para entregar genes terapéuticos a células específicas. A diferencia de otros vectores, pueden transducir células tanto en división como en reposo, lo que permite una expresión génica estable y duradera. Su baja inmunogenicidad y su capacidad para integrarse en el genoma del huésped los convierten en una opción muy atractiva tanto para aplicaciones ex vivo como in vivo.

In vivo vs. ex vivo: diferencias clave

• La terapia génica ex vivo implica extraer células del paciente, modificarlas genéticamente en el laboratorio y volver a infundirlas en su cuerpo. Como solo las células objetivo entran en contacto con el vector, se suelen emplear pseudotipos de amplio espectro como VSV-G.
• La terapia génica in vivo entrega los vectores directamente al paciente, lo que requiere una pseudotipificación altamente específica para evitar efectos fuera del objetivo. Este enfoque es especialmente útil cuando no es posible aislar previamente las células diana. Sin embargo, plantea desafíos adicionales, como la necesidad de altas concentraciones de vector y estrategias de evasión del sistema inmunitario.

Sin embargo, esto introduce desafíos adicionales, como la necesidad de altos títulos de vector y estrategias para evadir el sistema inmunitario.

Para entender mejor estos enfoques, es importante explorar el concepto de transferencia génica y por qué las estrategias in vivo están ganando relevancia.

Transferencia génica: la base de las terapias modernas

La transferencia génica es el proceso de introducir material genético en las células para corregir o modificar su función. En el contexto de los vectores lentivirales, este enfoque permite una integración estable y una expresión a largo plazo de genes terapéuticos. A diferencia de otros vectores virales, los lentivirus pueden dirigirse tanto a células en división como a células no divisorias, lo que los hace muy versátiles para el tratamiento de enfermedades complejas.

Transferencia génica in vivo y sus ventajas

La transferencia génica in vivo se refiere a la entrega directa de material genético dentro del cuerpo del paciente. Este método es esencial cuando aislar células ex vivo no es factible. Requiere una orientación precisa, altos títulos de vector y estrategias para evitar la detección por el sistema inmunitario, incluyendo el uso de envolturas diseñadas genéticamente. Por eso, los enfoques in vivo son cada vez más considerados para enfermedades donde la manipulación ex vivo es impráctica o menos eficiente.

El papel de la pseudotipificación en la especificidad de los vectores

La pseudotipificación consiste en reemplazar las proteínas de envoltura de los vectores lentivirales con las de otros virus para ajustar su tropismo celular. Esta técnica mejora la especificidad en la infección y aumenta la eficiencia, especialmente cuando se trabaja con células difíciles de transducir como las células NK o las células madre hematopoyéticas, que expresan bajos niveles de receptores para VSV-G.

Dentro del proceso de fabricación

La línea celular de producción más común es HEK293, que se transfecta con una serie de plásmidos que codifican los componentes virales. La proteína de envoltura se suministra por separado (en trans) para reducir el riesgo de recombinación y aumentar la seguridad. Cuantos más plásmidos se utilicen, menor será el riesgo de recombinación, lo que hace que el sistema sea más seguro.

Para aplicaciones in vivo, la producción debe escalarse significativamente. Esto incluye no solo mejoras en la producción inicial del vector (upstream), sino también una optimización del procesamiento final (downstream), como la ultrafiltración, para concentrar los virus sin dañar su funcionalidad.

Aplicaciones reales: de la CAR-T a la oftalmología

Uno de los ejemplos más exitosos de terapia ex vivo es la terapia CAR-T, donde las células T se modifican para reconocer y destruir células cancerosas. Se espera que este mercado alcance los 21.000 millones de dólares para 2030.

En el ámbito in vivo, los vectores lentivirales están siendo desarrollados para administrarse a través de la vena porta (hígado), mediante inyecciones oculares (retina) o por vías sistémicas, según la enfermedad y el tejido objetivo.

Innovación y personalización

Algunos socios biotecnológicos van más allá y utilizan sus propias líneas celulares de empaquetado personalizadas. Esto permite que los vectores lentivirales se «camuflen» para evadir mejor al sistema inmunológico, o que porten marcadores de superficie únicos para una orientación más precisa hacia las células objetivo.

Perspectivas futuras

Con la mejora continua de las estrategias de pseudotipificación, la escalabilidad en biorreactores y la ingeniería de vectores, las terapias con vectores lentivirales están preparadas para ocupar un papel central en la próxima generación de terapias celulares modificadas genéticamente. Ya sea administradas ex vivo o in vivo, ofrecen una solución flexible y cada vez más segura para una amplia gama de enfermedades genéticas.

Perspectivas Ampliadas: Consideraciones Técnicas Clave

• Lentivirus in vivo y terapia génica in vivo

El término lentivirus in vivo se refiere a la administración directa de vectores en el paciente. Este enfoque es esencial para la terapia génica in vivo, donde no es posible extraer las células objetivo para modificarlas.

• Expresión del transgén y genoma viral

La expresión eficiente del transgén depende del diseño del vector y de la estabilidad del genoma viral.

• Transducción in vivo y respuesta de anticuerpos

La transducción in vivo puede verse limitada por respuestas inmunitarias. Los anticuerpos neutralizantes y la inmunidad preexistente son desafíos importantes para la administración sistémica.

• Fabricación y control de calidad

La producción a gran escala de vectores de grado clínico requiere un estricto control de calidad para garantizar la seguridad y la potencia.

• Lentivirus in vivo y seguridad

Solo se utilizan formas de vectores lentivirales con capacidad de replicación deficiente para minimizar el riesgo.

Puntos clave

• Los vectores lentivirales pueden utilizarse tanto in vivo como ex vivo.
• La pseudotipificación permite una orientación celular específica y mejora la eficiencia.
• Las células HEK293 son las productoras de vectores más utilizadas.
• Las terapias in vivo requieren grandes cantidades de vectores y una optimización precisa del procesamiento downstream.
• La terapia CAR-T es un ejemplo destacado de terapia ex vivo, mientras que las terapias dirigidas al hígado o al ojo muestran un gran potencial in vivo.
• Están surgiendo sistemas de empaquetado personalizados para reducir la inmunogenicidad.

Puedes leer el artículo completo aquí: https://www.themedicinemaker.com/issues/2022/articles/dec/know-your-vectors-a-101-on-lentiviral-therapies/