Los genes se meten en el ojo
WIKIMEDIA, SHELOVESGHOSTUsando ojos de ratón como escenario para la evolución dirigida, los científicos han creado una nueva versión del vector de terapia génica del virus adenoasociado (AAV) que puede llevar genes a lo más profundo de la retina, según un artículo publicado en línea hoy (12 de junio) en Science Translational Medicine. Dicho vector podría mejorar la administración de genes terapéuticos a las células diana y dar lugar a tratamientos de terapia génica más seguros y menos invasivos.
“Este es un artículo magníficamente planificado, ejecutado y presentado con fuerza” dijo Jean Bennett, profesor de oftalmología en la Universidad de Pensilvania en Filadelfia, que no participó en el estudio. «Muestra los resultados de un sistema muy inteligente para evolucionar AAV para atacar células en la retina de manera eficiente a partir de una inyección intravítrea».
Inyección intravítrea, mediante la cual se empuja una aguja en el vítreo del ojo, o núcleo similar a un gel, es un procedimiento común de administración de fármacos realizado bajo anestesia local en un médico…
El problema, explicó David Schaffer, profesor de ingeniería química y biomolecular, bioingeniería y neurociencia. en la Universidad de California, Berkeley, que dirigió la investigación, es que los vectores AAV actuales son incapaces de penetrar profundamente en la retina donde se encuentran las células diana de las enfermedades de la retina. El AAV es un virus respiratorio y, por lo tanto, evolucionó para infectar las células epiteliales de los pulmones, explicó Schaffer. Nunca evolucionó para penetrar profundamente en el tejido.
Los pacientes que reciben terapia génica han sido sometidos, por lo tanto, a una inyección intrarretiniana directa, que requiere hospitalización y anestesia general, y en ocasiones puede incluso dañar la retina. Si fuera posible inyectar AAV en el vítreo en lugar de en la retina y aun así obtener la administración de genes a las células objetivo, dijo Bennett, uno podría imaginar al [médico diciendo], Ok, solo venga a la oficina y obtenga su terapia génica, mañana a las dos de la tarde.
Con ese objetivo, Schaffer y sus colegas desarrollaron AAV para ser mejores en la penetración del tejido. Inyectaron AAV regular en el vítreo de los ojos de los ratones y una semana después recolectaron células fotorreceptoras de las profundidades de la retina. El pequeño porcentaje de vectores AAV que llegaron a esas células luego se amplificó, se volvió a empaquetar en partículas de virus y se inyectó nuevamente en el vítreo. Repitieron la inyección, la recuperación y la amplificación un total de seis veces, y finalmente aislaron 48 variantes de AAV para la secuenciación. Dos tercios de esos aislamientos resultaron en la misma variante, y Schaffer y sus colegas la llamaron 7m8.
El equipo luego realizó una inyección intravítrea del vector AAV 7m8 para administrar genes faltantes en dos modelos de ratón con degeneración retiniana, retinosquisis y Amaurosis congénita de Lebers. En ambos modelos, los ratones tratados mostraron una función retiniana mejorada. Los ratones que recibieron sus genes faltantes a través de una inyección intravítrea del vector AAV estándar, por otro lado, no lo hicieron.
Por último, para determinar si el vector 7m8 probablemente mostraría una penetración profunda similar en la retina humana, Schaffer inyectó el vector fusionado con una proteína fluorescente en el vítreo de los ojos de los macacos. Las retinas de los primates son considerablemente más gruesas que las de los ratones, y el vector no alcanzó de forma consistente las capas celulares profundas mostrando un patrón de penetración irregular en lugar de la penetración amplia e incluso pan-retiniana que se había visto en los ratones. Sin embargo, 7m8 apuntó efectivamente a las células fotorreceptoras de la fóvea, una parte más delgada de la retina de los primates que es esencial para la visión nítida y detallada que los humanos usan cuando leen y conducen. Esa es una región realmente importante para proteger, dijo Schaffer. Para la calidad de vida de los pacientes que se están quedando ciegos, si al menos se puede proteger la fóvea sería una gran mejora.
Schaffer y sus colegas aún no saben qué hace que el vector 7m8 sea mucho mejor en el tejido penetración que su antecesor AAV, pero planean descubrir y utilizar ese conocimiento para mejorar aún más su penetración en la retina de los primates.
También planean utilizar estrategias de evolución dirigida similares para mejorar la penetración del vector en otros tejidos corporales. Lo que ilustra este artículo es la capacidad de la evolución de vectores dirigida a un propósito para lograr un objetivo de transducción anatómica específico, dijo Kathy High, profesora de pediatría de la Universidad de Pensilvania que no participó en el estudio. Y eso es un avance importante no solo para aplicaciones oculares sino para otras como el hígado o el sistema nervioso central.
D. Dalkara et al., Evolución dirigida in vivo de un nuevo virus adenoasociado para el suministro terapéutico de genes de la retina externa desde el vítreo», Science Translational Medicine, 5: 189ra76, 2013.
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