Publicado 30/04/2021 18:35CET

Un estudio abre la puerta a la primera terapia celular contra trastornos musculares genéticos

Esta imagen de microscopio confocal muestra las células madre musculares primarias del paciente, que han seguido proliferando tras la reparación de la mutación mediante la "edición de bases".
Esta imagen de microscopio confocal muestra las células madre musculares primarias del paciente, que han seguido proliferando tras la reparación de la mutación mediante la "edición de bases". - SPULER LAB, ECRC

MADRID, 30 Abr. (EUROPA PRESS) -

El Centro Max Delbrück de Medicina Molecular de la Asociación Helmholtz y la Charité - Universitätsmedizin Berlin (Alemania) ha desarrollado una nueva técnica de edición de genes puede utilizarse para corregir mutaciones en las células madre musculares, lo que abre el camino a la primera terapia celular potencial para los trastornos musculares genéticos.

Las células madre musculares permiten que nuestro músculo se desarrolle y regenere a lo largo de la vida mediante el ejercicio. Pero si ciertos genes musculares están mutados, ocurre lo contrario. En los pacientes que sufren distrofia muscular, el músculo esquelético empieza a debilitarse ya en la infancia. De repente, estos niños ya no son capaces de correr, tocar el piano o subir las escaleras, y a menudo dependen de una silla de ruedas a los 15 años. En la actualidad, no existe ninguna terapia para esta enfermedad.

"Ahora, podemos acceder a las mutaciones genéticas de estos pacientes utilizando la tecnología CRISPR-Cas9. Atendemos a más de 2.000 pacientes en la clínica ambulatoria de Charité para trastornos musculares, y rápidamente reconocimos el potencial de la nueva tecnología", explica la profesora Simone Spuler, líder de esta investigación, que se ha publicado en la revista científica 'JCI Insight'.

Los investigadores empezaron a trabajar inmediatamente con algunas de las familias afectadas. En las familias estudiadas, los padres estaban sanos y no sabían que poseían un gen mutado. Todos los hijos heredaron una copia de la mutación de la enfermedad de ambos padres.

El término distrofia muscular se utiliza para referirse a unas 50 enfermedades diferentes. "Todas siguen el mismo curso, pero difieren debido a la mutación de distintos genes. E incluso dentro de los genes, pueden mutar diferentes sitios", detalla Spuler.

Tras un análisis genómico de todos los pacientes, los investigadores eligieron una familia por su forma particular de la enfermedad: la distrofia muscular de cinturas 2D/R3 es relativamente común, progresa rápidamente y tiene un sitio de acoplamiento adecuado para las 'tijeras genéticas' cerca de la mutación en el ADN.

Para el estudio, los investigadores tomaron una muestra de tejido muscular de un paciente de diez años, aislaron las células madre, las multiplicaron in vitro y utilizaron la edición de bases para sustituir un par de bases en el sitio mutado. A continuación, inyectaron las células madre musculares editadas en músculos de ratón, que pueden tolerar células humanas extrañas.

Éstas se multiplicaron en el roedor y la mayoría se convirtieron en fibras musculares. "Con ello, pudimos demostrar por primera vez que es posible sustituir las células musculares enfermas por otras sanas", afirma Spuler. Tras otras pruebas, las células madre reparadas se reintroducirán en el paciente.

EDICIÓN DE BASES: UNA TÉCNICA SOFISTICADA

La edición de bases es una variante más reciente y sofisticada de la herramienta de edición genética CRISPR-Cas9. Mientras que en el método "clásico", las dos cadenas de ADN son cortadas por estas tijeras moleculares, las enzimas Cas utilizadas para la edición de bases se limitan a recortar la glucosa residual de una base concreta y a acoplar una diferente, creando así una base distinta en el lugar elegido.

"Esta herramienta funciona más como unas pinzas que como unas tijeras, y es perfecta para realizar mutaciones puntuales en un gen. También es un método mucho más seguro, porque los cambios no deseados son extremadamente raros. En las células madre musculares reparadas genéticamente, no hemos observado ninguna alteración en regiones no deseadas del genoma", afirma la doctora Helena Escobar, bióloga molecular del equipo de Spuler.

La terapia celular autóloga (que consiste en extraer las células madre del propio paciente, editarlas fuera del cuerpo y volver a inyectarlas en el músculo) no permitirá volver a caminar a los enfermos que ya están en silla de ruedas. "No podemos reparar el músculo que ya se ha atrofiado y ha sido sustituido por tejido conectivo", subraya Spuler.

Además, el número de células que pueden editarse 'in vitro' es limitado. Sin embargo, el estudio proporciona la primera prueba de que una forma de terapia puede ser posible para un grupo de enfermedades hasta ahora incurables, y podría utilizarse para reparar pequeños defectos musculares, como los del flexor del dedo.

UN PASO MÁS CERCA DE LA CURA

Pero este es sólo el primer paso. "El siguiente hito será encontrar la forma de inyectar el editor base directamente en el paciente. Una vez dentro del cuerpo, 'nadaría' durante un breve periodo de tiempo, editaría todas las células madre del músculo y luego volvería a descomponerse rápidamente", detallan los autores.

El equipo quiere iniciar pronto los primeros ensayos en un modelo de ratón. Si esto también funciona, en el futuro se podría analizar a los recién nacidos en busca de las mutaciones genéticas correspondientes y la terapia curativa podría iniciarse en un momento en el que se necesitaría editar comparativamente pocas células.

Entonces, ¿cómo podría ser una terapia 'in vivo' para la distrofia muscular en términos concretos? Es algo que los científicos llevan tiempo probando en modelos animales utilizando vectores virales. Sin embargo, Helena Escobar explica que, dado que estos vectores permanecen demasiado tiempo en el organismo, el riesgo de que se produzcan errores y efectos tóxicos es demasiado alto.

"Una alternativa sería que las moléculas de ARNm contengan la información para que el editor sintetice las herramientas 'in vivo'. El ARNm se descompone muy rápidamente en el cuerpo, por lo que las enzimas terapéuticas sólo pueden permanecer en estado activo durante poco tiempo. Probablemente, la terapia también podría repetirse, si fuera necesario. Todavía no sabemos si tendría que ser un ciclo terapéutico que incluyera varias aplicaciones", dice la bióloga molecular.

Esta vía terapéutica significaría que, a diferencia de lo que ocurre con la terapia celular autóloga, no sería necesario tratar a cada paciente de forma individual. Para cada forma de terapia muscular, una 'herramienta' sería suficiente para curar la atrofia muscular antes de que se produzcan daños importantes. Pero, por ahora, eso está todavía muy lejos.