Con la terapia génica, los científicos desarrollan una solución libre de opioides para el dolor crónico
Los investigadores utilizaron CRISPR y dedos de zinc para reprimir NaV 1.7 y bloquear las señales de dolor en las neuronas de ratones. Crédito: AM Moreno et al., Science Translational Medicine (2021)
Una terapia génica para el dolor crónico podría ofrecer una alternativa más segura y no adictiva a los opioides. Investigadores de la Universidad de California en San Diego desarrollaron la nueva terapia, que funciona al reprimir temporalmente un gen involucrado en la detección del dolor. Aumentó la tolerancia al dolor en ratones, redujo su sensibilidad al dolor y proporcionó meses de alivio del dolor sin causar entumecimiento.
Los investigadores informan sobre sus hallazgos en un artículo publicado el 10 de marzo en Science Translational Medicine.
La terapia génica podría usarse para tratar una amplia gama de afecciones de dolor crónico, desde dolor lumbar hasta dolor neuropático raro. trastornos del dolor, condiciones para las cuales los analgésicos opioides son el estándar de atención actual.
«Lo que tenemos ahora no funciona», dijo la primera autora Ana Moreno, exalumna de bioingeniería de la Escuela de Ingeniería UC San Diego Jacobs. Los opioides pueden hacer que las personas sean más sensibles al dolor con el tiempo, lo que las lleva a depender de dosis cada vez más altas. «Hay una necesidad desesperada de un tratamiento que sea efectivo, duradero y no adictivo».
La idea de tal tratamiento surgió cuando Moreno era un Ph.D. estudiante en el laboratorio del profesor de bioingeniería Prashant Mali de UC San Diego. Malí había estado investigando la posibilidad de aplicar enfoques de terapia génica basados en CRISPR a enfermedades humanas raras y comunes. El proyecto de Moreno se centró en explorar posibles vías terapéuticas. Un día, se encontró con un artículo sobre una mutación genética que hace que los humanos no sientan dolor. Esta mutación inactiva una proteína en las neuronas que transmiten el dolor en la médula espinal, llamada NaV1.7. En las personas que carecen de NaV1.7 funcional, las sensaciones como tocar algo caliente o afilado no se registran como dolor. Por otro lado, una mutación genética que conduce a la sobreexpresión de NaV1.7 hace que las personas sientan más dolor.
Cuando Moreno leyó esto, hizo clic. «Al apuntar a este gen, podríamos alterar el fenotipo del dolor», dijo. «Lo que también es genial es que este gen solo está involucrado en el dolor. No se han observado efectos secundarios graves con esta mutación».
Terapia génica no permanente
Moreno había sido trabajando en la represión de genes usando la herramienta de edición de genes CRISPR como parte de su disertación. Específicamente, estaba trabajando con una versión de CRISPR que usa lo que se llama Cas9 «muerto», que carece de la capacidad de cortar el ADN. En cambio, se adhiere a un gen objetivo y bloquea su expresión.
Moreno vio la oportunidad de usar este enfoque para reprimir el gen que codifica para NaV1.7. Ella señala un atractivo de este enfoque: «No elimina ningún gen, por lo que no hay cambios permanentes en el genoma. No querrás perder permanentemente la capacidad de sentir dolor», dijo. «Una de las mayores preocupaciones con la edición de genes CRISPR son los efectos fuera del objetivo. Una vez que cortas el ADN, eso es todo. No puedes volver atrás. Con Cas9 muerto, no estamos haciendo algo irreversible».
Mali, coautor principal del estudio, dice que este uso de Cas9 muerto abre la puerta al uso de la terapia génica para atacar enfermedades comunes y dolencias crónicas.
«En algunas enfermedades comunes, el problema es que un gen se está expresando incorrectamente. No es necesario apagarlo por completo», dijo. «Pero si pudieras reducir la dosis de ese gen, podrías llevarlo a un nivel en el que no sea patógeno. Eso es lo que estamos haciendo aquí. No eliminamos por completo el fenotipo del dolor, lo amortiguamos».
Moreno y Mali cofundaron la empresa derivada Navega Therapeutics para trabajar en la traducción de este enfoque de terapia génica, que desarrollaron en UC San Diego, a la clínica. Se asociaron con Tony Yaksh, experto en sistemas del dolor y profesor de anestesiología y farmacología en la Facultad de Medicina de UC San Diego. Yaksh es asesor científico de Navega y coautor principal del estudio.
Estudios de laboratorio iniciales
Los investigadores diseñaron un sistema CRISPR/Cas9 muerto para apuntar y reprimir el gen que codifica para NaV1.7. Administraron inyecciones espinales de su sistema a ratones con dolor inflamatorio e inducido por quimioterapia. Estos ratones mostraron umbrales de dolor más altos que los ratones que no recibieron la terapia génica; fueron más lentos para retirar una pata de los estímulos dolorosos (calor, frío o presión) y dedicaron menos tiempo a lamerla o sacudirla después de lastimarse.
El tratamiento se probó en varios momentos. Todavía era efectivo después de 44 semanas en ratones con dolor inflamatorio y 15 semanas en aquellos con dolor inducido por quimioterapia. La duración de la duración aún se está probando, dijeron los investigadores, y se espera que sea duradera. Además, los ratones tratados no perdieron sensibilidad ni mostraron cambios en la función motora normal.
Para validar sus resultados, los investigadores realizaron las mismas pruebas utilizando otra herramienta de edición de genes llamada proteínas con dedos de zinc. Es una técnica más antigua que CRISPR, pero hace el mismo trabajo. Aquí, los investigadores diseñaron dedos de zinc que se unen de manera similar al gen objetivo y bloquean la expresión de NaV1.7. Las inyecciones espinales de los dedos de zinc en ratones produjeron los mismos resultados que el sistema Cas9 inactivo para CRISPR.
«Estábamos emocionados de que ambos enfoques funcionaran», dijo Mali. «La belleza de las proteínas con dedos de zinc es que se basan en el andamiaje de una proteína humana. El sistema CRISPR es una proteína extraña que proviene de bacterias, por lo que podría provocar una respuesta inmunitaria. Por eso también exploramos los dedos de zinc, así que tenemos una opción que podría ser más traducible a la clínica».
Los investigadores dicen que esta solución podría funcionar para una gran cantidad de afecciones de dolor crónico que surgen de una mayor expresión de NaV1.7, incluida la polineuropatía diabética, la eritromelalgia , ciática y artrosis. También podría brindar alivio a los pacientes que se someten a quimioterapia.
Y debido a sus efectos no permanentes, esta plataforma terapéutica podría abordar una necesidad mal cubierta de una gran población de pacientes con problemas de larga duración (semanas a meses). pero condiciones de dolor reversible, dijo Yaksh.
«Piense en el joven atleta o combatiente de guerra herido en el que el dolor puede resolverse con la cicatrización de la herida», dijo. «No nos gustaría eliminar de forma permanente la capacidad de sentir el dolor en estas personas, especialmente si tienen una expectativa de vida larga. Este enfoque CRISPR/Cas9 muerto ofrece a esta población una intervención terapéutica alternativa que es un paso importante en el campo del manejo del dolor».
Los investigadores de UC San Diego y Navega trabajarán a continuación en la optimización de ambos enfoques (CRISPR y dedos de zinc) para dirigirse al gen humano que codifica para NaV1.7. A continuación, se realizarán ensayos en primates no humanos para evaluar la eficacia y la toxicidad. Los investigadores esperan solicitar una IND y comenzar ensayos clínicos en humanos en un par de años.
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Los científicos encuentran un nuevo tipo de célula implicado en el dolor crónico, la inflamación Más información: AM Moreno el al., «Analgesia de larga duración a través de la represión in situ dirigida de NaV1.7 en ratones», Science Translational Medicine (2021). stm.sciencemag.org/lookup/doi/ … scitranslmed.aay9056 Información de la revista: Science Translational Medicine
Proporcionado por la Universidad de California – San Diego Cita: Con la terapia génica, los científicos desarrollan una solución libre de opioides para el dolor crónico (10 de marzo de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-03-gene-therapy-scientists-opioid-free-solution.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.