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Desarrollo de vectores de terapia génica en enfermedades que afectan al sistema nervioso central: Estudio del fragmento C de la toxina tetánica

Miana Mena, Francisco Javier
Osta Pinzolas, María Rosario (dir.)

Universidad de Zaragoza, 2002

ISBN: 978-84-692-4369-5

Resumen: En el presente trabajo de investigación se pretenden conocer las posibilidades del fragmento C de la toxina tetánica (TTC) para su utilización como vector de terapia génica en enfermedades que cursan con degeneración de las motoneuronas. Para dicho estudio se ha utilizado la molécula de fusión β-galactosidasa-TTC. Tras demostrar que la molécula es capaz de alcanzar el córtex motor, consideramos que si la proteína era producida de forma continua y en pequeñas dosis la respuesta inmunitaria se vería disminuida. Mediante la inyección intramuscular de ADN desnudo que codificaba para la proteína de fusión se comprobó que la molécula de fusión es capaz de expresarse en el músculo y que, gracias al fragmento C de la toxina tetánica, es capaz de salir del músculo y alcanzar centros nerviosos superiores manteniendo la actividad enzimática que va fusionada a él. El análisis estadístico de los datos obtenidos en 98 animales demostró que la presencia del fragmento C de la toxina tetánica no interfiere en el grado de expresión. Por otra parte, un análisis de los niveles de γ-globulinas en suero indicó la falta de respuesta inmune contra la molécula de fusión. El estudio del patrón de expresión demostró que la cantidad de ADN administrada sólo influye en la misma a corto y medio plazo. Una vez comprobada la capacidad de salida del TTC, desde las células musculares donde se sintetizaba hasta el sistema nervioso central, se realizó un análisis del transporte de la molécula de fusión tras su inyección intramuscular en forma de proteína. Este estudio mostró que el TTC se localiza siempre asociado a las membranas de distintos orgánulos, y que su transporte se realiza en el interior de pequeñas vesículas dentro del axón. El alto tropismo del TTC por la placa motora, así como su transporte, resultó ser dependiente de la actividad neuronal. Estos resultados hacen del TTC un candidato válido para el transporte de actividades enzimáticas en el campo de la terapia génica de enfermedades degenerativas de la neurona motora. Desde otra perspectiva la molécula de fusión se presenta como una herramienta para el estudio de las conexiones neuronales. The aim of this investigation was to find out the possible uses of the fragment C of the tetanus toxin (TTC) as a gene therapy vector in diseases which lead to the degeneration of the motoneurons. The fusion molecule β-galactosidase-TTC has been used in this study. After demonstrating that the molecule was capable of reaching the motor cortex, we considered that if the protein was produced at a constant rate and in small doses the immune response would be reduced. After an intramuscular naked DNA injection which coded the fusion protein, it was proved that the fusion molecule is capable of expressing itself in the muscle and that, thanks to TTC, it is capable of leaving the muscle and reaching the superior nervious centres while maintaining the enzymatic activity which is fused to it. The statistical analysis of the data obtained in 98 animals demonstrated that the presence of TTC did not interfere with the expression level. On the other hand, an analysis of γ-globulin levels in serum indicated the lack of immune response against molecule fusion. The study of the expression pattern demonstrated that the quantity if DNA administered only influenced it in the short and mid-term. Once the exit capability of TTC was checked, from the muscle cells where it synthesized itself to the central nervous system, a transport analysis of the molecule fusion was performed after the intramuscular injection in form of protein. This study showed that TTC was always located and associated to the membranes of different organules and that it is transported through small vesicules inside the axon. The high tropism of TTC by the neuromuscular junction, as well as its transport, was dependent on neuronal activity. These results make TTC a valid candidate to transport enzymatic activity in the field of gene therapy to treat degenerative motoneuron diseases. Considered from another perspective the fusion molecule presents itself as a tool to study neuronal connections.