Guía docente de Estrategias Terapéuticas Basadas en Bioingeniería Genética (MB3/56/2/6)

Curso 2022/2023
Fecha de aprobación por la Comisión Académica 06/06/2022

Máster

Máster Universitario en Investigación Traslacional y Medicina Personalizada

Módulo

Módulo I: Fundamentos de la Investigación Traslacional

Rama

Ciencias de la Salud

Centro Responsable del título

International School for Postgraduate Studies

Semestre

Primero

Créditos

3

Tipo

Optativa

Tipo de enseñanza

Presencial

Profesorado

  • Houria Boulaiz Tassi
  • Karim Benabdellah El Khlanji

Tutorías

Houria Boulaiz Tassi

Email
Anual
  • Martes 10:00 a 13:00 (Dpto. Edf. C 4-09)
  • Jueves 10:00 a 13:00 (Dpto. Edf. C 4-09)

Karim Benabdellah El Khlanji

Email

Breve descripción de contenidos (Según memoria de verificación del Máster)

  • Conceptos básicos de la bioingeniería genética.
  • Estudio de las técnicas fundamentales en bioingeniería genética. Vectores de transferencia genética.
  • Estudio de los métodos de transferencia génica. Métodos físico químicos o no virales: Microinyección; Precipitación con fosfato cálcico; Electroporación; Inyección directa de ADN “desnudo”; Conjugados ADN-proteínas; Liposomas.
  • Métodos virales de transferencia génica: Adenovirus; Virus adenoasociados; Virus vaccinia; Herpesvirus y Retrovirus.
  • Construcción de vectores: manipulación enzimática de ácidos nucleicos, transformación de E. coli, técnicas de blotting y clonación de genes.
  • Estudio de la secuencia y expresión génica
  • Aplicaciones clínicas: visión general y posibilidades terapéuticas.

Prerrequisitos y/o Recomendaciones

Competencias

Competencias Básicas

  • CB6. Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.
  • CB7. Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
  • CB8. Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios.
  • CB9. Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.
  • CB10. Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.

Resultados de aprendizaje (Objetivos)

El alumno sabrá/comprenderá: La relevancia de la manipulación genética y su posible aplicación terapéutica.

El alumno será capaz de: Diseñar ensayos de bioingeniería genética, mediante el uso de genes y/o ácidos nucleicos como herramienta para modificar el repertorio genético de las células, con el objeto de curar tanto enfermedades de origen hereditario como adquirido.

Programa de contenidos Teóricos y Prácticos

Teórico

  • Conceptos básicos de la bioingeniería genética.
  • Estudio de las técnicas fundamentales en bioingeniería genética. Vectores de transferencia genética.
  • Estudio de los métodos de transferencia génica. Métodos físico químicos o no virales: Microinyección; Precipitación con fosfato cálcico; Electroporación; Inyección directa de ADN “desnudo”; Conjugados ADN-proteínas; Liposomas.
  • Métodos virales de transferencia génica: Adenovirus; Virus adenoasociados; Virus vaccinia; Herpesvirus y Retrovirus.
  • Construcción de vectores: manipulación enzimática de ácidos nucleicos, transformación de E. coli, técnicas de blotting y clonación de genes.
  • Estudio de la secuencia y expresión génica
  • Aplicaciones clínicas: visión general y posibilidades terapéuticas.
  • Como desarrollar un modelo de enfermedad. Aplicación a terapia génica:
  • Modelos animales
  • Modelos celulares humanos
  • Edición genómica definiciones y aplicaciones terapéuticas.
  • Tipos de edición genómica (Estrategias)
  • Diferentes herramientas
    • ZFN
    • TALEN
    • CRISPR-CAS
  • Entrega de las Herramientas de edición genómica
    • Sistemas de entrega virales
    • Sistemas de entrega no virales
  • Limitaciones de la edición genómica
    • Off target, definiciones y conceptos
    • Como detectar los off targets
    • Como reducir los off targets
  • Aplicaciones de la edición genómica
    • Edición genómica en la investigación básica
    • Edición genómica en biomedicina
  • Edición genómica aplicada a inmunoterapia
  • Células CAR-T alogénicas generadas mediante técnicas de edición genómica
  • Fuente de las células CAR-T alogénicas
  • Como evitar el riesgo de Injerto contra huésped
  • Como expandir las células universales editadas genéticamente
  • ¿Son persistentes las células Universales?
  • Mejorar las poblaciones T Cells, mediante ingeniería genética.
  • Aplicación de la ingeniería genética en la inmunoterapia en el campo del cáncer hematológico.
  • Aplicación de la ingeniería genética en tumores sólidos.

 

Práctico

Transfección génica de células eucariotas

Bibliografía

Bibliografía fundamental

1: Áyen Á, Jiménez Martínez Y, Boulaiz H. Targeted Gene Delivery Therapies for Cervical Cancer. Cancers (Basel). 2020 May 21;12(5):1301. doi: 10.3390/cancers12051301. PMID: 32455616; PMCID: PMC7281413.

2: Jiménez-Martínez Y, Griñán-Lisón C, Khaldy H, Martín A, Cambrils A, Ibáñez Grau A, Jiménez G, Marchal JA, Boulaiz H. LdrB Toxin with In Vitro and In Vivo Antitumor Activity as a Potential Tool for Cancer Gene Therapy. Cancers (Basel). 2019 Jul 20;11(7):1016. doi: 10.3390/cancers11071016. PMID: 31330822; PMCID: PMC6678987.

3: Áyen Á, Jiménez Martínez Y, Marchal JA, Boulaiz H. Recent Progress in Gene Therapy for Ovarian Cancer. Int J Mol Sci. 2018 Jun 30;19(7):1930. doi: 10.3390/ijms19071930. PMID: 29966369; PMCID: PMC6073662.

4: Navarro SA, Carrillo E, Griñán-Lisón C, Martín A, Perán M, Marchal JA,Boulaiz H. Cancer suicide gene therapy: a patent review. Expert Opin Ther Pat. 2016 Sep;26(9):1095-104. doi: 10.1080/13543776.2016.1211640. Epub 2016 Jul 20. PMID: 27424657.

5: Prados J, Alvarez PJ, Melguizo C, Rodriguez-Serrano F, Carrillo E, Boulaiz H, Vélez C, Marchal JA, Caba O, Ortiz R, Rama A, Aranega A. How is gene transfection able to improve current chemotherapy? The role of combined therapy in cancer treatment. Curr Med Chem. 2012;19(12):1870-88. doi: 10.2174/092986712800099820. PMID: 22414080.

6: Boulaiz H, Marchal JA, Prados J, Melguizo C, Aránega A. Non-viral and viral vectors for gene therapy. Cell Mol Biol (Noisy-le-grand). 2005 Sep 2;51(1):3-22. PMID: 16171561.

7: Pavlovic K, Tristán-Manzano M, Maldonado-Pérez N, Cortijo-Gutierrez M, Sánchez-Hernández S, Justicia-Lirio P, Carmona MD, Herrera C, Martin F, Benabdellah K. Using Gene Editing Approaches to Fine-Tune the Immune System. Front Immunol. 2020 Sep 29;11:570672. doi: 10.3389/fimmu.2020.570672. PMID: 33117361; PMCID: PMC7553077.

8: Muñoz P, Tristán-Manzano M, Sánchez-Gilabert A, Santilli G, Galy A, Thrasher AJ, Martin F. WAS Promoter-Driven Lentiviral Vectors Mimic Closely the Lopsided WASP Expression during Megakaryocytic Differentiation. Mol Ther Methods Clin Dev. 2020 Sep 16;19:220-235. doi: 10.1016/j.omtm.2020.09.006. PMID: 33102615; PMCID: PMC7558809.

9: Tristán-Manzano M, Justicia-Lirio P, Maldonado-Pérez N, Cortijo-Gutiérrez M, Benabdellah K, Martin F. Externally-Controlled Systems for Immunotherapy: From Bench to Bedside. Front Immunol. 2020 Sep 4;11:2044. doi: 10.3389/fimmu.2020.02044. PMID: 33013864; PMCID: PMC7498544.

10: Sánchez-Hernández S, Aguilar-González A, Guijarro-Albaladejo B, Maldonado-Pérez N, Ramos-Hernández I, Cortijo-Gutiérrez M, Sánchez Martín RM, Benabdellah K, Martin F. Development of Cellular Models to Study Efficiency and Safety of Gene Edition by Homologous Directed Recombination Using the CRISPR/Cas9 System. Cells. 2020 Jun 18;9(6):1492. doi: 10.3390/cells9061492. PMID: 32570971; PMCID: PMC7349026.

11: Benabdellah K, Sánchez-Hernández S, Aguilar-González A, Maldonado-Pérez N, Gutierrez-Guerrero A, Cortijo-Gutierrez M, Ramos-Hernández I, Tristán-Manzano M, Galindo-Moreno P, Herrera C, Martin F. Genome-edited adult stem cells: Next-generation advanced therapy medicinal products. Stem Cells Transl Med. 2020 Jun;9(6):674-685. doi: 10.1002/sctm.19-0338. Epub 2020 Mar 6. PMID: 32141715; PMCID: PMC7214650.

12: Yang M, Tkach D, Boyne A, Kazancioglu S, Duclert A, Poirot L, Duchateau P, Juillerat A. Optimized two-step electroporation process to achieve efficient nonviral-mediated gene insertion into primary T cells. FEBS Open Bio. 2022 Jan;12(1):38-50. doi: 10.1002/2211-5463.13292. Epub 2021 Oct 1. PMID: 34510816; PMCID: PMC8727936.

13: Depil S, Duchateau P, Grupp SA, Mufti G, Poirot L. 'Off-the-shelf' allogeneic CAR T cells: development and challenges. Nat Rev Drug Discov. 2020 Mar;19(3):185-199. doi: 10.1038/s41573-019-0051-2. Epub 2020 Jan 3. PMID: 31900462.

14: Sachdeva M, Busser BW, Temburni S, Jahangiri B, Gautron AS, Maréchal A, Juillerat A, Williams A, Depil S, Duchateau P, Poirot L, Valton J. Repurposing endogenous immune pathways to tailor and control chimeric antigen receptor T cell functionality. Nat Commun. 2019 Nov 13;10(1):5100. doi: 10.1038/s41467-019-13088-3. Erratum in: Nat Commun. 2020 May 7;11(1):2357. PMID: 31723132; PMCID: PMC6853973.

15: Gutierrez-Guerrero A, Abrey Recalde MJ, Mangeot PE, Costa C, Bernadin O, Périan S, Fusil F, Froment G, Martinez-Turtos A, Krug A, Martin F, Benabdellah K, Ricci EP, Giovannozzi S, Gijsbers R, Ayuso E, Cosset FL, Verhoeyen E. Baboon Envelope Pseudotyped "Nanoblades" Carrying Cas9/gRNA Complexes Allow Efficient Genome Editing in Human T, B, and CD34+ Cells and Knock-in of AAV6-Encoded Donor DNA in CD34+ Cells. Front Genome Ed. 2021 Feb 9;3:604371. doi: 10.3389/fgeed.2021.604371. PMID: 34713246; PMCID: PMC8525375.

16: Martín F, Tristán-Manzano M, Maldonado-Pérez N, Sánchez-Hernández S, Benabdellah K, Cobo M. Stable Genetic Modification of Mesenchymal Stromal Cells Using Lentiviral Vectors. Methods Mol Biol. 2019;1937:267-280. doi: 10.1007/978-1-4939-9065-8_17. PMID: 30706403.

17: Gutierrez-Guerrero A, Sanchez-Hernandez S, Galvani G, Pinedo-Gomez J, Martin-Guerra R, Sanchez-Gilabert A, Aguilar-González A, Cobo M, Gregory P, Holmes M, Benabdellah K, Martin F. Comparison of Zinc Finger Nucleases Versus CRISPR-Specific Nucleases for Genome Editing of the Wiskott-Aldrich Syndrome Locus. Hum Gene Ther. 2018 Mar;29(3):366-380. doi: 10.1089/hum.2017.047. Epub 2017 Oct 25. PMID: 28922955.

Bibliografía complementaria

Translating Gene Therapy to the Clinic (1st Edition): Techniques and Approaches. Editors: Jeffrey Laurence Michael Franklin. eBook ISBN: 9780128005644; Hardcover ISBN: 9780128005637. Imprint: Academic Press, November 2014.

Gene Therapy of Cancer (3rd Edition): Translational Approaches from Preclinical Studies to Clinical Implementation. Editors: Edmund Lattime Stanton Gerson. eBook ISBN: 9780123946324, Hardcover ISBN: 9780123942951, Imprint: Academic Press, August 2013

Enlaces recomendados

Gene therapy Journal: https://www.nature.com/gt/

Sociedad Española de Terapia Génica y Celular : https://www.setgyc.es/sobre-la-setgyc.aspx

 

Metodología docente

Evaluación (instrumentos de evaluación, criterios de evaluación y porcentaje sobre la calificación final.)

Evaluación Ordinaria

CONVOCATORIA ORDINARIA

El artículo 18 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada establece que la convocatoria ordinaria estará basada preferentemente en la evaluación continua del estudiante, excepto para quienes se les haya reconocido el derecho a la evaluación única final.

Asistencia y aprovechamiento en clase 10%.

Pruebas, ejercicios y problemas, resueltos en clase o individualmente a lo largo del curso 30%.

Valoración final de informes, trabajos, proyectos, etc. (individual o en grupo) 60%.

Evaluación Extraordinaria

CONVOCATORIA EXTRAORDINARIA

El artículo 19 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada establece que los estudiantes que no hayan superado la asignatura en la convocatoria ordinaria dispondrán de una convocatoria extraordinaria. A ella podrán concurrir todos los estudiantes, con independencia de haber seguido o no un proceso de evaluación continua. De esta forma, el estudiante que no haya realizado la evaluación continua tendrá la posibilidad de obtener el 100% de la  calificación mediante la realización de una prueba y/o trabajo.

Trabajo y exposición individual del mismo 100%

Evaluación única final

El  artículo  8  de  la  Normativa  de  Evaluación  y  Calificación  delos  Estudiantes  de  la  Universidad  de  Granada establece  que  podrán  acogerse  a  la  evaluación  única  final,  el  estudiante  que  no  pueda  cumplir  con  el método de evaluación continua por causas justificadas. Para  acogerse  a  la  evaluación  única  final,  el  estudiante,  en  las  dos  primeras  semanas  de  impartición  de  la asignatura o en las dos semanas siguientes a su matriculación si ésta se ha producido con posterioridad al inicio  de  las  clases  o  por  causa  sobrevenidas.  Lo  solicitará,  a  través  del  procedimiento  electrónico,  a  la Coordinación  del  Máster,  quien  dará  traslado  al  profesorado  correspondiente,  alegando  y  acreditando  las razones que le asisten para no poder seguir el sistema de evaluación continua.

La evaluación en tal caso consistirá en:

Trabajo y exposición individual del mismo 100%

Información adicional