Se logra la “edición” de genes de células precursoras de la sangre humana

Investigadores del Instituto de Células Precursoras de Harvard (HSCI) en los hospitales General de Massachusetts (BCH) e Infantil de Boston (BCH) por primera vez han utilizado una técnica de edición de genes relativamente nueva y han creado lo que podría ser un método eficaz para bloquear al VIH e impedir que invada y destruya al sistema inmunitario del paciente.

Este es el primer estudio publicado por un grupo que utiliza la técnica CRISPR Cas para editar con eficacia y precisión genes clínicamente relevantes de células obtenidas directamente de las personas, en este caso, células precursoras de la sangre (hemocitoblastos) y linfocitos T humanos.

Aunque los investigadores consideran que este nuevo método para el tratamiento de la infección por VIH podría estar listo para estudios de tolerabilidad humanos en un lapso de menos de cinco años, ellos mismos plantearon tres aspectos sobre los que hay que tener cautela:

El primero y el más evidente es que podrían toparse con complicaciones inesperadas; el segundo es que la historia de la epidemia de VIH-SIDA está llena de «curaciones» que no resultaron ser ciertas y, por último, aún cuando este nuevo método funcionó perfectamente, necesitará más avances para ser aplicable en las regiones del mundo que han sido más duramente afectadas por la epidemia.

La investigación, dirigida por Chad Cowan y Derrick Rossi, profesores asociados del Departamento de Células Precursoras y Biología Regenerativa de Harvard, es presentada en la cubierta de la revista Cell Stem Cell.

El VIH ataca específicamente a los linfocitos T, una porción principal del sistema inmunitario de la sangre, se introduce a través de un receptor de gen llamado CCR5 que sirve de puerta de entrada en las células. Una vez que ha logrado acceso al interior de las células, el VIH se replica y destruye a las células del hospedero, quedando los pacientes a merced de diversas infecciones oportunistas.

Los equipos de Cowan y Rossi utilizaron la técnica de edición de genes CRISPR Cas para suprimir el receptor CCR5 de los hemocitoblastos los que, según demostraron, podrían generar células sanguíneas diferenciadas que no tienen el receptor CCR5. En teoría, tales células precursoras con gen editado se podrían introducir en los pacientes con VIH mediante un trasplante de médula ósea, el procedimiento utilizado para trasplantar hemocitoblastos en pacientes con leucemia, a fin de crear sistemas inmunitarios resistentes al VIH.

«Demostramos que se puede suprimir CCR5 con gran eficacia, demostramos que las células todavía quedan funcionales y efectuamos análisis de secuenciación muy profundo para demostrar que no había mutaciones adversas, así que al parecer la técnica es inocua», dijo Cowan, añadiendo que «naturalmente todavía hay mucho trabajo por hacer».

«El siguiente paso es realizar estudios en animales en colaboración con el Instituto Ragon del Hospital General de Massachusetts», dijo Cowan. «Se dispone de excelentes modelos de ratón a los que se puede dar un sistema inmunitario humano y luego infectarlos con VIH. Podemos dar nuestras células a los ratones y ver si se protegen contra el VIH». Una vez que se concluyan estos estudios, y si tienen éxito y no surgen complicaciones, el siguiente paso sería solicitar a la Food and Drug Administration de Estados Unidos la autorización para iniciar estudios humanos de fase I, que están concebidos únicamente para evaluar la tolerabilidad de nuevos tratamientos. Cowan dijo que es demasiado prematuro pronosticar cuán pronto podrían comenzar los estudios.

 David Scadden, hematólogo oncólogo quien también es codirector de HSCI y director del Centro de Medicina Regenerativa en el MGH, designó el nuevo trabajo «como un primer paso tremendo en dilucidar mediante edición lo que hace que las células humanas sean vulnerables al VIH. Hace posible la idea de que las propias células inmunitarias de la persona puedan atacar al VIH sin ser susceptibles al mismo. Puesto que esto se ha efectuado en células precursoras, todo el sistema inmunitario se puede concertar en forma duradera para atacar al virus. Es un concepto poderoso».

«Esto es algo que definitivamente tenemos que investigar hasta llegar a la fase clínica», dijo Scadden, quien también es co-presidente de SCRB. Señaló que «se necesitarán estudios relacionados para mejorar la tolerabilidad y la facilidad del trasplante de células precursoras a fin de aplicar esta investigación a un amplio grupo de pacientes, pero una donación generosa por un filántropo del MGH ha permitido integrar a los equipos de edición de genes y de trasplante de células precursoras para lograr precisamente esto».

Lo que hace que esta investigación sea muy promisoria es que puede crear una forma de lograr en un gran número de pacientes lo que se hizo para Timothy Ray Brown, el «paciente de Berlín». Los médicos en Berlín aplicaron a Brown, quien padecía SIDA y leucemia, un trasplante de médula ósea obtenido de alguien con un defecto genético raro que se acompaña de una carencia de receptor de CCR5. Durante los seis años desde que recibió el transplante, se ha comunicado que Brown ha estado libre de VIH y se considera que es el único paciente que alguna vez se haya «curado» de VIH-SIDA. Si tiene éxito, el tratamiento con genoterapia propuesto por Cowan y Rossi podría lograr lo mismo.

Cowan dijo que el experimento era típico de la investigación realizada en HSCI. El grupo del biólogo de células precursoras «comenzó a ensayar con el sistema CRISPR, y yo intercambié ideas con Derrick, quien es experto en células precursoras de la sangre, y decidimos que debíamos intentar esto». Así que Cowan y su equipo efectuó la medición de genes en los linfocitos T, en tanto que el grupo de Rossi se enfocó en las células precursoras formadoras de sangre.

«Se ha utilizado mucho la técnica CRISPR durante casi dos años, y estudio tras estudio observan una gran eficacia en el linaje celular A o en el linaje celular B. Nadie había informado todavía sobre la eficacia o utilidad de la técnica en hemocitoblastos primarios», dijo Rossi, cuyo laboratorio participa en el Programa de Medicina Celular y Molecular del Hospital Infantil de Boston. «Sin embargo, la mayoría de los investigadores estaría de acuerdo en que la sangre será el primer tejido abordado para las terapias basadas en la edición de genes. Se pueden obtener las células precursoras formadoras de sangre de un paciente, editarlas y volverlas a trasplantar».

En su estudio publicado en Cell Stem Cell, Rossi y Cowan demostraron que podían editar ?2M a partir de linfocitos T y CCR5 de células precursoras/progenitoras hemopoyéticas (HSPC o hemocitoblastos) con eficiencia, de manera previsible y con precisión. Además, demostraron que las HSPCs editadas podían producir luego la gama normal de células de la sangre e inmunitarias.

Los investigadores también tomaron en cuenta las inquietudes en torno a cuán exacta es la técnica CRISPR.

«Se ha publicado un par de artículos que indican que la técnica CRISPR tiene una gran actividad desviada», explicó Rossi. «Decidimos evaluar su precisión en hemocitoblastos bajo seis condiciones experimentales diferentes».

El equipo efectuó secuenciación profunda (un promedio de 3400 pases de secuenciación, en comparación con los 50 que se suele utilizar para la secuenciación de todo el genoma) de puntos en el genoma que posiblemente podrían confundir la CRISPR al tratar de editar CCR5 de los hemocitoblastos. Descubrieron que el riesgo del sistema de efectuar secciones anómalas era efectivamente de cero. Al mismo tiempo el dar en el blanco propuesto de CCR5 fue extraordinariamente alto. «Estos resultados proporcionan pruebas clínicas de que la versión 1.0 de CRISPR, cuando se utiliza atinadamente en hemocitoblastos, podría estar pronto lista para utilizarse en pacientes», dijo Rossi.

Referencias:

Rossi D. et al, Efficient Ablation of Genes in Human Hematopoietic Stem and Effector Cells using CRISPR/Cas9. Cell Stem Cell. Volume 15, Issue 5, p643–652, 6 November 2014

 

Fuente: Science Daily

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