Transfección

Qué es la transfección

La palabra es un acrónimo de formación reciente: combina el prefijo trans- con infection ("infección"), y fue acuñada en 1964 por J. Földes y T. A. Trautner en un artículo sobre un bacteriófago de Bacillus subtilis, donde definieron transfection como la infección de una célula con ácido nucleico vírico aislado que da lugar a la producción de virus completos. En su sentido original, transfección era en realidad un caso particular de transformación, el término que ya existía para la incorporación de ADN foráneo en una célula.

Waclaw Szybalski y Elizabeth Szybalska habían introducido ya ADN humano en células animales en 1962, dos años antes de que existiera la palabra que hoy describe ese gesto. Con el tiempo, y para no confundirla con la transformación oncogénica de las células animales, el paso de una célula normal a una cancerosa, el término transfección quedó reservado a la introducción no vírica de ácidos nucleicos en células eucariotas, mientras que transformación se sigue empleando para bacterias, levaduras y células vegetales, y transducción, para la vía mediada por virus.

Métodos químicos, físicos y biológicos

El primer método con eficacia relevante fue el del DEAE-dextrano, descrito por John S. Pagano y Antti Vaheri en 1965 para aumentar la infectividad del ARN del poliovirus. El polímero, cargado positivamente, se une al ADN o al ARN, de carga negativa, y facilita su entrada en la célula por endocitosis.

Frank Graham y Alex van der Eb publicaron en 1973 el método del fosfato cálcico, que durante más de dos décadas fue la técnica de referencia en la mayoría de los laboratorios: el ADN precipita junto con iones de calcio y fosfato formando agregados que la célula fagocita. Su bajo coste y su sencillez explican que siga usándose hoy, pese a su eficiencia moderada y a su variabilidad de un experimento a otro.

La electroporación llegó en 1982, cuando Eberhard Neumann y sus colaboradores aplicaron pulsos eléctricos de alto voltaje a células de linfoma de ratón y comprobaron que se formaban poros transitorios en la membrana por los que el ADN podía entrar directamente al citoplasma. Cinco años más tarde, Philip Felgner y su equipo introdujeron la lipofección: liposomas formados por lípidos catiónicos que se fusionan con la membrana celular y depositan su carga genética en el interior, un método que dio nombre a toda una familia de reactivos comerciales todavía en uso.

Existe también la vía biológica, en la que un virus modificado transporta el material genético hasta el núcleo de la célula. Este diccionario reserva para ese procedimiento el nombre de transducción, en su acepción de biología molecular, distinta de la transducción de señal que ya recoge esta obra en su entrada correspondiente.

Transfección, transformación y transducción

Los tres términos describen formas de introducir material genético en una célula, pero cada uno se ha especializado en un tipo de organismo o de vehículo. La transformación es la palabra reservada para bacterias, arqueas, levaduras y plantas; en animales, el mismo término se emplea sobre todo en su sentido oncológico, sin relación alguna con la introducción de ADN exógeno, lo que puede generar confusión si no se precisa el contexto.

La transfección, en cambio, es el término que ha quedado para las células animales y otras células eucariotas cuando el ADN o el ARN se introduce por métodos químicos o físicos, sin virus de por medio. Y la transducción entra en juego precisamente cuando ese vehículo es un virus, tanto en el sentido clásico del bacteriófago que transfiere genes entre bacterias como en el más reciente de los vectores virales empleados en la terapia génica.

Preguntas frecuentes

¿Por qué la palabra empieza con trans- si no hay ningún virus de por medio?

Por herencia histórica. El nombre nació precisamente para describir una infección vírica, la de un bacteriófago sobre una bacteria, y solo más tarde se extendió a los métodos sin virus que hoy predominan en el laboratorio. La forma quedó, aunque el significado se desplazó.

¿Toda introducción de ADN en una célula humana es una transfección?

No, solo si el método es químico o físico. Si el vehículo es un virus modificado, como ocurre en buena parte de la terapia génica actual, el proceso se denomina transducción, no transfección, aunque el resultado final (una célula con nuevo material genético) sea equivalente.

¿Qué eficiencia tienen estos métodos?

Varía mucho según la técnica y el tipo celular. El fosfato cálcico rara vez supera el 10 % de las células tratadas y su expresión suele ser transitoria; la lipofección, en condiciones óptimas, puede alcanzar entre el 70 % y el 90 %, lo que explica su popularidad frente a los métodos más antiguos.

¿Es lo mismo transfectar una célula que crear un organismo transgénico?

Depende. La transfección puede ser transitoria, con el material genético desapareciendo en pocos días sin integrarse en el genoma, o estable, cuando el ADN se incorpora de forma permanente a los cromosomas de la célula. Solo esta segunda variante, aplicada además a células con capacidad de dar lugar a un organismo completo, permite hablar de un organismo transgénico.

Referencias

1. Merriam-Webster. Transfection.
2. Mirus Bio. What kind of virus was being studied when the word transfection was first used (1964)?, con referencia a Földes J, Trautner TA. Infectious DNA from a newly isolated B. subtilis phage. Zeitschrift für Vererbungslehre, 1964.
3. SciELO Cuba. Referencia a Pagano JS, Vaheri A. Enhancement of infectivity of poliovirus RNA with diethylaminoethyl-dextran (DEAE-D). Arch Gesamte Virusforsch. 1965.
4. The EMBO Journal. Neumann E, Schaefer-Ridder M, Wang Y, Hofschneider PH. Gene transfer into mouse lyoma cells by electroporation in high electric fields. 1982;1(7):841-845.
5. Springer, Methods in Molecular Medicine. Referencia a Graham FL, van der Eb AJ. Transformation of rat cells by DNA of human adenovirus 5. Virology. 1973;54:536-539; y a Felgner PL et al. Lipofection: a highly efficient, lipid-mediated DNA-transfection procedure. Proc Natl Acad Sci USA. 1987;84:7413-7417.