Primera edición in vivo del genoma humano que se probará en un nuevo ensayo clínico

Los investigadores de MEDICALGRAPHICS.DER han editado el genoma humano antes, pero siempre en células fuera del cuerpo. Ahora, la compañía de biotecnología Sangamo Therapeutics está reclutando participantes para ensayos clínicos en los que los pacientes con hemofilia B, síndrome de Hurler o síndrome de Hunter tendrán el gen que codifica una de las enzimas que no es funcional en ellos cosido en sus genomas en forma de doble cadena. Roturas de ADN causadas por nucleasas con dedos de zinc.

“Esta es la primera vez que alguien puede tener un nuevo gen en el hígado” Sandy Macrae, presidente y director ejecutivo de Sangamo, dijo a The Scientist. “Es un privilegio y una responsabilidad hacerlo” estos ensayos.

Una de las enfermedades en las que se centrará Sangamo es la hemofilia B, que es un trastorno hemorrágico grave causado por un gen defectuoso o ausente llamado F9. El producto proteico del gen, el factor IX de coagulación, es una enzima esencial para la coagulación de la sangre.

Otros dos ensayos clínicos se centrarán en…

En los tres ensayos, el zinc las nucleasas de los dedos cortan un punto objetivo en el gen de la albúmina en los hepatocitos, y la copia funcional del gen relevante se incorpora mediante recombinación homóloga.

La fase inicial de un ensayo involucra a tres pares de hombres con hemofilia B severa , cada uno de los cuales recibirá una dosis intravenosa baja, media o alta de un fármaco llamado SB-FIX, compuesto por tres virus adenoasociados: dos contienen los genes de las nucleasas con dedos de zinc y el tercero tiene el F9.

Macrae dijo que los investigadores esperan que el ADN F9 se incorpore en el sitio objetivo en el gen de la albúmina en una minoría de hepatocitos, pero debido a que la albúmina es tan altamente expresada en el hígado, los niveles de las enzimas del factor IX de los pacientes aún podrían aumentar. Una vez que el equipo de Sangamo evalúe la seguridad de los medicamentos y determine su dosis óptima, tres hombres más con hemofilia B ingresarán al ensayo como parte de ese grupo de dosificación.

La hemofilia B es una primera enfermedad lógica a la que apuntar porque la enfermedad la fisiología es bastante sencilla, dijo Andrew Davidoff, cirujano pediátrico del St. Jude Childrens Research Hospital en Memphis, Tennessee. Si simplemente reemplaza el factor de coagulación faltante o defectuoso, esencialmente curará a los pacientes, explicó.

Davidoff no participa en el próximo ensayo de Sangamos, pero ha dirigido ensayos clínicos para hombres con hemofilia B, en los que Los virus adenoasociados entregan una copia funcional de F9 al hígado. El casete de genes en los ensayos de Davidoff no se incorpora a los genomas de los pacientes, sino que existe en las células hepáticas como ADN extragenómico llamado episomas. Al no integrarse, si la célula objetivo se divide, puede perder ese material, explicó Davidoff.

Pero incluso sin la integración genómica de F9, los hombres que recibieron el tratamiento en los ensayos de Davidoff todavía tuvieron aumentos en el factor de coagulación que condujeron a mejoras clínicas. Los primeros participantes han mostrado niveles constantes de factor IX circulante durante más de siete años. Ha sido un poco sorprendente que las cosas hayan sido tan estables, dijo Davidoff. Parte de la respuesta es que las células hepáticas rara vez se dividen en ausencia de trauma o cirugía.

Macrae dijo que una de las ventajas de la estrategia de Sangamos en los ensayos actuales es que es una solución para toda la vida. Una vez que las nucleasas con dedos de zinc facilitan la integración de la copia funcional del gen en los genomas de las células hepáticas participantes, F9 debería expresarse de manera estable.

Paula Cannon, investigadora de terapia génica en la Facultad de Medicina Keck de la Universidad del Sur de California en Los Ángeles, describió el gen de la albúmina como un sitio de puerto seguro en una ubicación genómica que se ha determinado experimentalmente como un buen lugar para que los genes se inserten y expresen a largo plazo. Cannon no participa en los ensayos actuales, pero trabajó anteriormente con Sangamo para usar nucleasas con dedos de zinc para editar un gen en células humanas para hacer que la progenie de las células sea resistente a la infección por VIH.

Tanto las nucleasas con dedos de zinc como la Los sistemas CRISPR/Cas9 son capaces de cortar el ADN en un sitio específico, dijo Cannon a The Scientist, pero agregó que las nucleasas con dedos de zinc tienen ventajas en el desarrollo de terapias clínicas. Por ejemplo, CRISPR/cas9 tiene algunas limitaciones, a saber, que el ARN guía que se une a la secuencia objetivo debe unirse a una secuencia de anclaje, generalmente dos G. Por lo tanto, CRISPR/Cas9 no le brinda el grado de especificidad, dijo.

Las nucleasas con dedos de zinc son un poco más engorrosas de desarrollar, agregó Cannon, pero el sistema Sangamos le brinda dedos de zinc muy específicos y altamente efectivos. nucleasas. Pueden apuntar a ZFN para cortar en cualquier base en particular.

Otra ventaja de las nucleasas con dedos de zinc que Cannon destacó es su historial y aprobación como nuevos medicamentos en investigación por parte de la Administración de Drogas y Alimentos de EE. UU. Las nucleasas con dedos de zinc se han utilizado con éxito para eliminar un gen relacionado con la entrada del VIH en los genomas de las células T humanas y, cuando se inyectaron en humanos, esas células no provocaron una respuesta inmunitaria.

Un beneficio más de las nucleasas con dedos de zinc es que son más pequeñas que Cas9, la enzima necesaria para el sistema CRISPR/Cas9. Para situaciones en las que estás editando células fuera del cuerpo, eso no importa, dijo Cannon. Pero si está pensando en tratar tejidos in vivo, como será este ensayo actual, entonces está viendo una clase de vectores llamados vectores de virus adenoasociados. Y es realmente difícil aplastar Cas9 en ellos porque es demasiado grande.

Sin embargo, algunos obstáculos para la edición del genoma in vivo son universales. Ya sea que esté usando nucleasas con dedos de zinc o proteínas similares llamadas TALEN o el sistema CRISPR, tiene un problema de entrega, es decir, ¿cómo lleva su producto de interés a células específicas y no a otras?, dijo Robert Doms, patólogo de la Universidad de Escuela de Medicina de Pensilvania que no participa en los ensayos clínicos actuales. Ese ha sido un desafío para la terapia génica sin importar lo que esté tratando de hacer.

Para los ensayos actuales de Sangamos, llevar cualquiera de los medicamentos al hígado es bastante sencillo, ya que el virus adenoasociado ingresa fácilmente a los hepatocitos desde el sangre. Macrae explicó que otros grupos se han dirigido con éxito al ojo y que Sangamo pronto podría refinar la entrega al cerebro. Pero estuvo de acuerdo en que el transporte de medicamentos a los tejidos correctos es una cuestión inminente. Estoy convencido de que el secreto del futuro uso y aplicación de la edición está en la entrega, dijo.

Corrección (18 de mayo): en el quinto párrafo reemplazamos la palabra «nick» por «cut». porque las nucleasas con dedos de zinc hacen una ruptura de doble cadena, no una muesca de una sola cadena. El científico lamenta cualquier confusión.

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