MADRID, 3 Ago. (EUROPA PRESS) -
Investigadores del Hospital Infantil de Filadelfia (CHOP) y la Escuela Perelman de Medicina de la Universidad de Pensilvania, en Estados Unidos, han desarrollado un modelo de prueba de concepto para la entrega de herramientas de edición de genes para tratar trastornos de la sangre, lo que permite la modificación de las células sanguíneas enfermas directamente dentro del cuerpo.
Si se traslada a la clínica, este método podría ampliar el acceso y reducir el coste de las terapias génicas para los trastornos sanguíneos, muchos de los cuales requieren actualmente que los pacientes reciban quimioterapia y un trasplante de células madre, según publican en la revista 'Science'.
"En la actualidad, para tratar enfermedades hematológicas como la anemia falciforme y la beta talasemia con terapia génica, los pacientes deben someterse a tratamientos condicionantes como la quimioterapia para dar cabida a las nuevas células sanguíneas corregidas, lo cual es caro y conlleva riesgos", afirma el coautor principal Stefano Rivella, doctor, titular de la Cátedra Kwame Ohene-Frempong de Anemia Falciforme y catedrático de Pediatría del Hospital Infantil de Filadelfia.
"En nuestro trabajo, hemos demostrado que es posible sustituir las células sanguíneas enfermas por otras corregidas directamente dentro del organismo en una terapia de 'un solo paso', eliminando la necesidad de tratamientos de acondicionamiento mieloablativos y agilizando la administración de estos tratamientos que pueden cambiar la vida --subraya--. Se trata de un gran paso adelante en la forma de concebir el tratamiento de las enfermedades genéticas y podría ampliar el acceso de las terapias génicas a los pacientes que más las necesitan".
"La administración dirigida de terapias codificadas por ARNm a tejidos y tipos celulares específicos tendrá un impacto inmenso en la forma en que se tratarán las enfermedades con ácidos nucleicos en el futuro", añade el autor principal Hamideh Parhiz, profesor asistente de investigación de Enfermedades Infecciosas en Penn.
"En nuestro estudio, proporcionamos una nanopartícula lipídica específica para cada célula que encapsula ARNm terapéuticos/editores como una tecnología de plataforma que puede utilizarse para la reprogramación celular in vivo en muchas enfermedades que necesitan una modalidad de terapia génica dirigida con precisión --prosigue--. Aquí combinamos la plataforma dirigida con los avances en terapias de ARNm y herramientas de edición genómica basadas en ARN para proporcionar una nueva forma de controlar el destino de las células madre hematopoyéticas y corregir defectos genéticos. Una metodología de edición genómica dirigida codificada por ARNm podría conducir a una expresión controlada, una alta eficacia de edición y una modificación genómica in vivo potencialmente más segura en comparación con las tecnologías actualmente disponibles".
Las células madre hematopoyéticas (CMH) residen en la médula ósea, donde se dividen a lo largo de la vida para producir todas las células de la sangre y del sistema inmunitario. En los pacientes con trastornos hematopoyéticos no malignos, como la anemia falciforme y los trastornos por inmunodeficiencia, estas células sanguíneas no funcionan correctamente porque son portadoras de una mutación genética.
Para estos pacientes existen actualmente dos vías de tratamiento potencialmente curativas, ambas con trasplante de médula ósea: un trasplante de células madre con CMH de un donante sano, o una terapia génica en la que las CMH del propio paciente se modifican fuera del organismo y se vuelven a trasplantar (lo que suele denominarse terapia génica ex vivo). El primer enfoque conlleva el riesgo de enfermedad injerto contra huésped, dado que las CMH proceden de un donante, y ambos procesos implican un régimen de quimioterapia o radioterapia para eliminar las CMH enfermas del paciente y prepararlas para recibir las nuevas células. Estos procedimientos de acondicionamiento conllevan importantes efectos secundarios tóxicos, lo que subraya la necesidad de investigar enfoques menos tóxicos.
Una opción que eliminaría la necesidad de los métodos anteriores sería la edición génica in vivo, en la que las herramientas de edición génica se infunden directamente en el paciente, lo que permite editar y corregir las CEH sin necesidad de regímenes de acondicionamiento.
Para validar este enfoque, el equipo de investigación utilizó nanopartículas líquidas (LNP) para entregar herramientas de edición de genes de ARNm. Las LNP son muy eficaces a la hora de empaquetar y administrar ARNm a las células y se utilizaron ampliamente en 2020, gracias a la plataforma de LNP-ARNm para dos vacunas líderes COVID-19.
Sin embargo, en el caso de las vacunas COVID-19, la construcción LNP-ARNm no se dirigía a células u órganos específicos del cuerpo. Dado que los investigadores querían dirigirse específicamente a las células madre hematopoyéticas, decoraron la superficie de sus LNP experimentales con anticuerpos que reconocieran el CD117, un receptor de la superficie de las células madre hematopoyéticas. A continuación, aplicaron tres métodos para comprobar la eficacia de su formulación CD117/LNP.
En primer lugar, los investigadores probaron CD117/LNP encapsulando ARNm reportero para demostrar el éxito de la expresión de ARNm y la edición de genes in vivo. A continuación, estudiaron si este enfoque podía utilizarse como terapia para enfermedades hematológicas. Probaron CD117/LNP encapsulando ARNm que codificaba un editor génico cas9 dirigido a la mutación que causa la anemia falciforme. Este tipo de edición convierte la mutación de la hemoglobina causante de la enfermedad en una variante no causante.
Los investigadores probaron su construcción en células de donantes con anemia falciforme y demostraron que CD117/LNP facilitaba la edición eficiente de bases in vitro, lo que se traducía en un aumento de la hemoglobina funcional de hasta el 91,7%. También demostraron una ausencia casi total de células falciformes, las células sanguíneas en forma de media luna que causan los síntomas de la enfermedad.
Por último, estudiaron si las PRL podían utilizarse para el acondicionamiento in vivo, lo que permitiría agotar la médula ósea sin quimioterapia ni radiación. Para ello, utilizaron CD117/LNP que encapsulaban ARNm para PUMA, una proteína que promueve la muerte celular. En una serie de experimentos in vitro, ex vivo e in vivo, los investigadores demostraron que el tratamiento in vivo con CD117/LNP-PUMA reducía eficazmente las CMH, lo que permitía la infusión y absorción de nuevas células de médula ósea, un proceso conocido como injerto, sin necesidad de quimioterapia ni radiación. Las tasas de injerto observadas en modelos animales coinciden con las observadas en la curación de inmunodeficiencias combinadas graves (IDCG) con células de médula ósea de donantes sanos, lo que sugiere que esta técnica podría emplearse en inmunodeficiencias graves.
"Estos hallazgos podrían transformar la terapia génica, no sólo al permitir la modificación in vivo de genes específicos de un tipo celular con un riesgo mínimo, lo que permitiría manipulaciones antes imposibles de la fisiología de las células madre sanguíneas, sino también al proporcionar una plataforma que, si se ajusta adecuadamente, puede corregir muchos trastornos monogénicos diferentes --afirma la doctora Laura Breda, profesora asistente de investigación de la División de Hematología del Hospital Infantil de Filadelfia--. Estos novedosos sistemas de administración pueden ayudar a traducir la promesa de décadas de investigación genética y biomédica concertada para la ablación de una amplia gama de enfermedades humanas".
