T18 | Gene therapy

🧬 O que é Terapia Génica?

Tratamento de uma doença através da transferência do material genético, DNA ou RNA, para as células dos pacientes.

Terapia génica tradicional:

Adição genética - uma cópia normal de um determinado gene defeituoso é colocada nas células alvo, restaurando a função normal do gene que estava defeituoso.

Silenciamento genético - Uso do RNA de interferência ou oligonucleótidos antisense para inibir a expressão do gene defeituoso, tendo o mRNA como alvo.

🎯 Objetivo da Terapia Génica

Obter expressão duradoura e eficaz do gene terapêutico (“transgene”) num nível suficiente para:

• Melhorar ou curar sintomas da doença

• Minimizar efeitos adversos

🧬 Terapia Génica Somática vs Germinal

Terapia genética somática

• Aplica-se a células somáticas, ou seja, as células do corpo que não são óvulos nem espermatozoides.

• O objetivo é corrigir ou modificar genes defeituosos nessas células para tratar doenças.

• As alterações feitas não são herdadas, ou seja, não passam para os filhos. Só afetam a pessoa tratada.

• Exemplo: usar terapia genética para tratar células do fígado ou do sangue de uma pessoa com uma doença genética.

Terapia genética da linha germinal (GGT - Germline Gene Therapy)

• Envolve a edição genética em gâmetas (óvulos ou espermatozoides) ou em embriões antes da implantação (ou seja, muito cedo, antes da gravidez).

• A grande promessa desta terapia é evitar que doenças genéticas sejam passadas aos descendentes — ou seja, corrige o problema antes mesmo de a pessoa nascer.

• Mas é tecnicamente muito mais difícil, porque requer:

  • Fertilização in vitro (FIV)

  • Testes genéticos nos embriões (antes de serem implantados)

  • Manipulação genética com técnicas como CRISPR

• A eficiência ainda é muito baixa, ou seja, nem sempre funciona como se espera.

• Existem grandes preocupações éticas e de segurança:

  • Riscos desconhecidos para o bebé e para futuras gerações

  • Possibilidade de "designer babies" (manipulação de características não médicas)

• Por isso, nenhuma terapia genética da linha germinal está aprovada clinicamente até agora.

Estratégias para introdução de genes

A terapia genética tem como objetivo tratar doenças através da introdução de genes terapêuticos nas células de um paciente. Existem duas estratégias principais:

a entrega in vivo (diretamente no paciente). Os métodos in vivo introduzem o material genético diretamente no organismo, geralmente por injeção ou infusão.

a entrega ex vivo (as células são modificadas fora do corpo e depois reintroduzidas no paciente). Os métodos ex vivo consistem em recolher células do paciente (por exemplo, células estaminais ou células do sistema imunitário), modificá-las geneticamente em laboratório com recurso a vetores virais ou ferramentas de edição genética, e posteriormente transplantar as células modificadas de volta para o paciente.

Estas duas abordagens diferem quanto ao processo, aos alvos celulares, às ferramentas utilizadas e à aplicação clínica.

⚖ Regulação Europeia para Medicamentos de Terapia Génica

Classificados como medicamentos de terapias avançadas. Devem conter ácidos nucleicos recombinantes e o efeito terapêutico está ligado diretamente à sequência genética ou ao seu produto de expressão.

Tipos de vetores

🦠 Vetores Virais – Comparação

São naturalmente capazes de infetar células humanas.

Os adenovirus e adeno-associados não integram no genoma - tem imensos serotipos mais específicos e podemos escolher o serotipo mais adequado facilmente

Os lentivírus integram no genoma

🧬 Terapia Génica com AAV (Adenovírus)

AAV (vírus adeno-associado) é um dos vetores virais mais usados em terapia génica, especialmente em doenças genéticas raras. Quando se fala em "terapia génica com AAV", estamos a referir-nos à utilização deste vírus (modificado para ser seguro) como veículo para entregar um gene terapêutico a células do corpo.

– Exemplo: Zolgensma®

Terapia génica única para atrofia muscular espinal (AME) administrada por infusão intravenosa a crianças com menos de dois anos de idade, que entrega uma cópia saudável do gene SMN1 através de um vetor AAV9, restaurando a função dos neurónios motores.

🦠 Vírus Oncolíticos – Exemplo: Imlygic® (HSV-1)

• Vírus HSV-1 modificado para infetar e destruir seletivamente células tumorais

• Induz resposta imune antitumoral

• Expressa GM-CSF para ativar células apresentadoras de antigénio (APCs)

• Usado em melanoma e cancro pancreático

🧬 Edição Génica com CRISPR – Casgevy®

• Para anemia falciforme e β-talassémia

• Primeira terapia CRISPR aprovada em humanos

• Atua ex vivo em células estaminais hematopoiéticas

• sgRNA dirige Cas9 à região potenciadora do gene BCL11A

• Corte gera indels por NHEJ, reduzindo ligação de GATA1 → ↑ Hb fetal (HbF)

🚫 Vectores Não-Virais – Vantagens e Limitações

Vantagens:

• Menor imunogenicidade

• Evitam mutagénese por inserção

• Versatilidade: DNA, RNA, mRNA, CRISPR

• Mais fáceis de fabricar e escalar

Desvantagens:

• Eficiência de transfeção mais baixa

• Expressão geralmente transitória

• Precisam de otimização para tecidos específicos

• Dificuldades de entrada celular e fuga endossómica

🧪 Tipos de Vetores Não-Virais

1. LNPs & Lipossomas:

• Usados em vacinas mRNA COVID-19

• Composição: lípidos ionizáveis, colesterol, PEG

• Ex: Onpattro® (patisiran) – 1º siRNA aprovado (LNP com PEG-DMG e DSPC)

2. Nanopartículas Poliméricas (PNPs):

• Ex: quitosano, PEI, PLGA

• Formam polyplexes, polímerosomes, dendrímeros

• Superfície personalizável

3. Peptídicos:

• Ex: CPPs (cell-penetrating peptides)

• Facilitam translocação da membrana

4. Nanopartículas Inorgânicas:

• Ex: ouro, sílica, óxido de ferro

• Usadas para entrega + imagem + libertação controlada

💉 Onpattro® (patisiran) – siRNA Terapêutico

• Alvo: amiloidose hATTR (mutação TTR)

• siRNA inibe produção da TTR mutada

• Formulado com LNPs → ↑ tempo de circulação, evita agregação

• Componentes como PEG-DMG e DSPC estabilizam e prolongam eficácia

🧪 Ensaios Clínicos em Terapia Génica

• Estão em crescimento, com terapias já aprovadas para doenças raras e oncológicas

• Novas abordagens incluem terapias baseadas em edição (CRISPR), RNA e vetores híbridos

⚠ Desafios Futuros na Terapia Génica

Segurança:

• Resposta imune (ex. contra AAV)

• Risco de mutagénese insercional

• Toxicidade por dose elevada de vetor

Entrega:

• Baixa eficiência em certos tecidos

• Dificuldade em atravessar barreiras (ex. hematoencefálica)

Acesso e Produção:

• Escalabilidade limitada

• Custos elevados

• Regulamentação complexa e variável

🌐 Perspetivas Emergentes

• Edição de nova geração: base/prime editing mais seguros

• Vetores inovadores: AAV modificados, lentivírus auto-inativáveis

• IA & bioinformática: personalização da terapia e desenho vetorial

• Modelos preditivos: organoides, sistemas microfisiológicos, ratinhos humanizados

🧠 Conclusão Final

A terapia génica está a evoluir de uma abordagem para doenças raras para terapias sistémicas e personalizadas. O futuro depende da precisão, segurança e escalabilidade.