Modelos de enfermidades humanas isoxénicos

Os **modelos de enfermidades humanas isoxénicos** son os conxuntos de células que son seleccionadas ou preparados por enxeñaría para serviren de modelos exactos da xenética dunha poboación de pacientes específica in vitro. Proporciónanse un par de liñas celulares que coinciden no seu fondo xenético, unha de "células normais" que serven de control para comparar, e a outra unha liña de células coas modificacións introducidas por enxeñaría, que serve de sistema isoxénico para investigar a bioloxía da enfermidade e novos axentes terapéuticos. Poden utilizarse como modelos de calquera doenza que teña unha base xenética. O cancro é unha desas doenzas para as cales se usan frecuentemente modelos de enfermidades humanas isoxénicos.

## Modelos históricos 
Os modelos de enfermidades humanas isoxénicos foron equiparados a "pacientes nun tubo de ensaio", xa que incorporan as últimas investigación en doenzas xenéticas humanas sen as dificultades e limitacións que supoñen o uso de modelos non humanos.

Historicamente, as células obtidas de anmais, normalmente ratos, utilizáronse para serviren de modelos das vías relacionadas co cancro. Porén, hai obvias limitacións no uso de animais para estudar doenzas humanas. Malia a gran proporción de conservación xenética entre os humanos e os ratos, hai diferenzas significativas entre a bioloxía dos ratos e a dos humanos que son importantes na investigación do cacnro. Por exemplo, importantes diferenzas na regulación dos telómeros permiten que as células murinas sorteen a necesidade da regulación á alza da telomerase, que é un paso limitante da velocidade na formación dun cancro humano. Outro exemplo é que certas interaccións ligando-receptor son incompatibles entre os ratos e os humanos. Ademais, os experimentos demostraron importantes e significativas diferenzas na capacidade de transformar as células entre as dúas especies. Por estas razóns, é esencial desenvolver modelos do cancro que empreguen células humanas.

## Vectores dirixidos a xenes 
As liñas celulares isoxénicas créanse por un proceso chamado gene targeting homólogo. Os vectores dirixidos a xenes que utilizan a recombinación homóloga son ferramentas ou técnicas que se usan para realizar un knock-in ou un knock-out da mutación ou SNP (polimorfismo dun só nucleótido) desexados causantes da doenza para o seu estudo. Aínda que as células con mutacións propias de enfermidades poden recollerse directamente de pacientes de cancro, estas células adoitan conter moitas mutacións de fondo ademais da mutación específica de interese, e normalmente non se pode obter unha liña celular normal coincidente. Posteriormente, os vectores dirixidos a xenes (vectores de *targeting*) utilízanse para facer o knock-in ou knockout das mutacións xénicas, permitindo así ter un interuptor en ambas as direccións; dun xenotipo normal a outro canceroso, ou viceversa; en liñas celulares de cancro humanas caracterizadas, como HCT116 ou Nalm6.

Hai varias tecnoloxías de gene targeting usadas para preparar por enxeñaría a mutación desexada, as máis frecuentes das cales descríbense brevemente, indicando as súas vantaxes e limitacións, na táboa resumo de abaixo.

## Recombinación homóloga en modelos de enfermidades de células cancerosas 
A recombinación homóloga é un tipo de recombinación xenética na cal se intercambian as secuencias xenéticas entre dous segmentos similares do ADN. A recombinación homóloga xoga un importante papel na división celular eucariota, promovendo a diversidade xenética por medio do intercambio entre os segmentos correspondentes do ADN para crear novas combinacións potencialmente beneficiosas de xenes.

A recombinación homóloga realiza un segundo papel vital na reparación do ADN, permitindo a reparación das roturas de dobre febra no ADN que son algo común durante o ciclo de vida dunha célula. Este proceso é o que se desencadea artificialmente polas tecnoloxías antes mencionadas e impulsadas para orixinar 'knock-ins' ou 'knock-outs' en xenes específicos.

Un avance recente clave descubriuse usando vectores de recombinación homóloga de virus adeno-asociados (AAV), que incrementan as taxas baixas naturais de recombinación homóloga en células humanas diferenciadas cando se combinan con secuencias de vectores de gene targeting.

Ficheiro:Targeting-vectors-2005-onwards.jpg|Diagrama dun vector típico rAAV (fonte: https://www.horizondiscovery.com/gene-editing/raav)

## Comercialización 
Os factores que levaron á recente comercialización de modelos de doenzas cancerosas humanas isoxénicos para a industria farmacéutica e os laboratorios de investigación foron dous: Primeiro, patentar a tecnoloxía de vectores dirixidos a xenes mellorados proporcionaou a base para a comercialización dos modelos celulares que resultan da aplicación destas tecnoloxías. Segundo, a tendencia a ter taxas de éxito relativamente baixas na investigación e desenvolvemento de fármacos e o seu enorme custo creou unha necesidade real de novas ferramentas de investigación que mostren como responden positivamente subgrupos de pacientes ou son resistentes a terapias do cancro dirixidas baseándose nos seus perfís xenéticos individuais.

## Notas 
## Véxase tamén 
### Outros artigos 
* AAV
* Recombinación FLP-FRT
* Enxeñaría xenómica
* Recombinación homóloga
* Plásmido
* Enxeñaria xenómica mediada por AAV recombinante
* Letalidade sintética
* Nuclease de dedo de cinc

### Bibliografía 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* Endogenous Expression of Oncogenic PI3K Mutation Leads to Activated PI3K Signaling and an Invasive Phenotype *Poster Presented at AACR/EORTC Molecular Targets and Cancer Therapeutics, Boston, USA, Nov. 2009*
* 
* 
* 
* Endogenous Expression of Oncogenic PI3K Mutation Leads to accumulation of anti-apoptotic proteins in mitochondria *Poster Presented at AACR 2010, Washington, D.C., EUA, abril de 2010*
* The use of 'X-MAN' isogenic cell lines to define PI3-kinase inhibitor activity profiles *Poster Presented at AACR 2010, Washington, D.C., EUA, abril de 2010*
* The use of 'X-MAN' mutant PI3CA increases the expression of individual tubulin isoforms and promoted resistance to anti-mitotic chemotherapy drugs *Poster Presented at AACR 2010, Washington, D.C., EUA, abril de 2010*
*