Un hito en el tratamiento de la distrofia muscular
La imagen del microscopio confocal muestra las células madre musculares primarias del paciente, que continuaron proliferando después de la reparación de la mutación mediante la ‘edición de bases’. Crédito: Spuler Lab, ECRC
Las células madre musculares permiten que nuestros músculos se desarrollen y se regeneren durante toda la vida a través del ejercicio. Pero si ciertos genes musculares están mutados, ocurre lo contrario. En pacientes que padecen distrofia muscular, el músculo esquelético ya comienza a debilitarse en la infancia. De repente, estos niños ya no pueden correr, tocar el piano o subir escaleras, y a menudo dependen de una silla de ruedas a la edad de 15 años. Actualmente, no existe terapia para esta condición.
«Ahora, podemos acceder a las mutaciones genéticas de estos pacientes mediante la tecnología CRISPR-Cas9», explica la profesora Simone Spuler, jefa del laboratorio de miología en el Centro de Investigación Clínica y Experimental (ECRC), una institución conjunta de Max Delbrck Center for Molecular Medicine en la Helmholtz Association and Charit – Universittsmedizin Berlin. «Cuidamos a más de 2000 pacientes en la clínica ambulatoria de Charit por trastornos musculares y rápidamente reconocimos el potencial de la nueva tecnología». Los investigadores inmediatamente comenzaron a trabajar con algunas de las familias afectadas y ahora han presentado sus resultados en la revista JCI Insight. En las familias estudiadas, los padres estaban sanos y no tenían idea de que poseían un gen mutado. Todos los niños heredaron una copia de la mutación de la enfermedad de ambos padres.
Células madre musculares humanas editadas se desarrollaron en fibras musculares en ratones
El término ‘distrofia muscular’ se usa para referirse a unas 50 enfermedades diferentes. “Todas siguen el mismo curso, pero difieren debido a la mutación de diferentes genes”, explica Spuler. «E incluso dentro de los genes, se pueden mutar diferentes sitios». Luego de un análisis genómico de todos los pacientes, los investigadores eligieron una familia debido a su forma particular de la enfermedad: la distrofia muscular de cinturas 2-D/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 usaron base edición para reemplazar un par de bases en el sitio mutado. Luego inyectaron las células madre musculares editadas en los músculos de los ratones, que pueden tolerar células humanas extrañas. Estos se multiplicaron en el roedor y la mayoría se convirtieron en fibras musculares. «Con esto, pudimos demostrar por primera vez que es posible reemplazar las células musculares enfermas por otras sanas», dice Spuler. Después de más pruebas, las células madre reparadas se volverán a introducir en el paciente.
La edición de bases es una técnica sofisticada
La edición de bases es una variante más nueva y altamente sofisticada de la edición de genes CRISPR-Cas9. herramienta. Mientras que en el método «clásico», ambas hebras de ADN se cortan con estas tijeras moleculares, las enzimas Cas utilizadas para la edición de bases simplemente cortan la glucosa residual de una base particular y adjuntan una diferente, creando así una base diferente en el objetivo. sitio. «Esta herramienta funciona más como pinzas que como tijeras, y es perfecta para llevar a cabo mutaciones puntuales específicas en un gen», dice la Dra. Helena Escobar, bióloga molecular del equipo de Spuler. «También es un método mucho más seguro, porque los cambios no deseados son extremadamente raros. En las células madre musculares reparadas genéticamente, no hemos sido testigos de ninguna edición incorrecta en regiones no deseadas del genoma». Escobar es el autor principal del estudio y quien desarrolló la técnica para las células musculares.
La terapia celular autóloga, que consiste en extraer las propias células madre del paciente, editarlas fuera del cuerpo y luego inyectarlas nuevamente en el músculo no permitir que los pacientes que ya están en silla de ruedas vuelvan a caminar. «No podemos reparar el músculo que ya se ha atrofiado y ha sido reemplazado por tejido conectivo», subraya Spuler. Y el número de células que se pueden editar in vitro también es limitado. Sin embargo, el estudio proporciona la primera prueba de que una forma de terapia puede incluso ser posible para un grupo de enfermedades anteriormente incurables, y podría usarse para reparar pequeños defectos musculares, como los del flexor de los dedos.
Un paso más cerca de una cura
Pero este es solo el primer paso. «El próximo hito será encontrar una manera de inyectar el editor base directamente en el paciente. Una vez dentro del cuerpo, «nadaría» por un corto tiempo, editaría todas las células madre musculares y luego se volvería a descomponer rápidamente. » El equipo quiere comenzar pronto las primeras pruebas en un modelo de ratón. Si esto también funciona, los recién nacidos podrían someterse a pruebas en busca de las mutaciones genéticas correspondientes en el futuro y la terapia curativa podría iniciarse en un momento en el que sería necesario editar comparativamente pocas células.
Entonces, ¿qué podría hacer una prueba in vivo? terapia para la distrofia muscular en términos concretos? Esto es algo que los científicos han estado probando en modelos animales durante algún tiempo utilizando vectores virales. Sin embargo, Helena Escobar explica que debido a que estos vectores permanecen en el cuerpo por demasiado tiempo, el riesgo de efectos tóxicos y de edición incorrecta es demasiado alto. “Una alternativa sería que las moléculas de ARNm que contienen la información para que el editor sintetice las herramientas in vivo”, dice el biólogo molecular. «El ARNm se descompone muy rápidamente en el cuerpo, por lo que las enzimas terapéuticas solo pueden permanecer en un estado activo por un corto tiempo». La terapia probablemente también podría repetirse, si es necesario. «Todavía no sabemos si esto debería ser un ciclo de terapia que involucre varias aplicaciones».
Esta vía terapéutica significaría que, a diferencia de la terapia con células autólogas, no sería necesario tratar a todos los pacientes individualmente. Para cada forma de terapia muscular, una «herramienta» sería suficiente para curar la atrofia muscular incluso antes de que ocurriera un daño importante. Pero, por ahora, eso todavía está muy lejos.
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La edición de genes permite a los investigadores corregir la mutación en células madre musculares en el modelo DMD Más información: Helena Escobar et al, La edición básica repara una mutación SGCA en células madre musculares primarias humanas , Perspectiva de la JCI (2021). DOI: 10.1172/jci.insight.145994 Proporcionado por Max Delbrck Center for Molecular Medicine Cita: Un hito en la terapia de distrofia muscular (2021, 30 de abril) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com /news/2021-04-milestone-muscular-dystrophy-therapy.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.