Transfección

La transfección consiste en la introducción de material genético externo en células eucariotas mediante plásmidos, vectores víricos (en este caso también se habla de transducción) u otras herramientas para la transferencia. El término transfección para métodos no virales se usa en referencia a células de mamífero, mientras que el término transformación se prefiere para describir las transferencias no virales de material genético en bacterias y células eucariotas no animales como hongos, algas o plantas.

La transfección de células animales generalmente se lleva a cabo abriendo poros o "agujeros" transitorios en la membrana plasmática de las células mediante electroporación, para permitir el paso del material genético (como construcciones de DNA superenrollado o siRNA) aunque pueden ser transfectadas incluso proteínas (como anticuerpos, por ejemplo). Además de la electroporación, se pueden utilizar otras técnicas para efectuar la transfección, como por ejemplo liposomas producidos mediante la mezcla de lípidos catiónicos con el material genético, que se fusionarán con la membrana plasmática celular y depositarán su carga adentro.

El significado original de "transfección" era "infección por transformación", es decir, introducción de DNA o RNA desde un virus procariótico ó bacteriófago en las células, resultando en una infección. Al tener el término transformación otro sentido en biología celular animal (un cambio genético que permite la propagación durante largos periodos de células en cultivo, o la adquisición de propiedades típicas de las células cancerígenas), el término transfección adquirió, para células animales, su actual signifiado de cambio en las propiedades celulares por la introducción de material genético.

Métodos

Hay varios métodos para introducir DNA en una célula eucariota. Se han usado muchos materiales como vehículos para la transfección, divisibles en tres tipos: polímeros (catiónicos), liposomas y nanopartículas.

Uno de los métodos más baratos (y fiables) es la transfección mediante fosfato de calcio, originalmente descubierta por F. L. Graham y A. J. van der Eb en 1973.^{[1] [2]} Una solución salina tamponada con HEPES y que contiene iones fosfato se combina con una solución de cloruro de calcio que contiene el DNA a transfectar. Cuando ambas se combinan, se forma un precipitado fino formado por el calcio cargado positivamente y el fosfato cargado negativamente, que el DNA en su superficie. Esta suspensión se añade a las células que se quieren transfectar (normalmente un cultivo celular en monocapa). Mediante un proceso no comprendido completamente , las células toman parte del precipitado, y junto con él, el DNA.

Otros métodos usan compuestos orgánicos altamente ramificados, los llamados dendrímeros, para unir el DNA e introducirlo en la célula. Un método muy eficiente es la inclusión del DNA en liposomas, pequeños cuerpos formados de una membrana en cierto modo similar a la membrana plasmática de la célula y que puede fusionarse con la misma, liberando el DNA al interior celular. Con células eucariotas, la transfección basada en la interacción lípido-catión es la más comúnmente utilizada, ya que son más sensibles a este método.

Otro método es el uso de polímeros catiónicos (o policationes) como DEAE-dextrano o polietilenimina. El DNA, cargado negativamente, se une al policatión y el complejo es endocitado por la célula.

Una aproximación directa a la transfección es la biolística o gene gun (pistola génica), en la que el DNA se une a una nanopartícula compuesta de algún sólido inerte, generalmente oro, que es "disparada" directamente en el núcleo de la célula diana. El DNA puede también ser introducido en las células usando un virus como vector. En estos casos, la técnica es llamada transducción, y se dice que las células se transducen.

Otros métodos de transfección son la nucleofección, electroporación o magnetofección.

Transfección estable y transitoria

Para la mayoría de aplicaciones de la transfección, es suficiente que el gen transfectado se exprese transitoriamente. Como el DNA introducido en la transfección normalmente no se inserta en el genoma nuclear, el DNA exógeno se pierde cuando la célula entra en mitosis.

Cuando se desea que el gen transfectado permanezca en el genoma de la célula y de su progenie, se debe efectuar una transfección estable. Para llevar a cabo esto, otro gen es co-tranfectado, un gen que da a la célula alguna ventaja adaptativa, como puede ser la resistencia a alguna toxina. Una minúscula porción de las células co-transfectadas insertará por azar el material génico exógeno en su genoma. Cuando se añade al cultivo la toxina contra la que las células co-transfectadas son resistentes, sólo aquellas células que han insertado los genes en su genoma serán capaces de proliferar, mientras que el resto morirá. Tras mantener esta presión selectiva durante cierto tiempo, sólo las células con una transfección estable se mantendrán y serán cultivadas.

Referencias

1. ↑ Graham FL, van der Eb AJ (1973). «A new technique for the assay of infectivity of human adenovirus 5 DNA». Virology 52 (2). 456-67. http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WXR-4BNVKDB-14T&_user=10&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_sort=d&view=c&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=7d33fd704e09484191654b8776b87390. 
2. ↑ Bacchetti S, Graham F (1977). «Transfer of the gene for thymidine kinase to thymidine kinase-deficient human cells by purified herpes simplex viral DNA». Proc Natl Acad Sci U S A 74 (4). 1590-4. http://www.pnas.org/content/74/4/1590.