Terapia génica y estrategias CRISPR para curar la ceguera (Sí, has leído bien)
Una imagen infrarroja de un hombre y un perro. Investigadores alemanes y suizos han demostrado que pueden dotar a ratones vivos de este tipo de visión. Crédito: Joseph Giacomin
En los últimos meses, incluso cuando nuestra atención se ha centrado en el brote de coronavirus, ha habido una gran cantidad de avances científicos en el tratamiento de enfermedades que causan ceguera.
Investigadores de Editas Medicine, con sede en EE. UU., y Allergan, con sede en Irlanda, administraron CRISPR por primera vez a una persona con una enfermedad genética. Este tratamiento histórico utiliza el enfoque CRISPR para una mutación específica en un gen relacionado con la ceguera infantil. La mutación afecta el funcionamiento del compartimento del ojo sensible a la luz, llamado retina, y provoca la pérdida de las células sensibles a la luz.
Según la Organización Mundial de la Salud, al menos 2200 millones de personas en el mundo tienen algún tipo de discapacidad visual. En los Estados Unidos, aproximadamente 200 000 personas padecen formas hereditarias de enfermedades de la retina para las que no existe cura. Pero las cosas han comenzado a cambiar para bien. Ahora podemos ver la luz al final del túnel.
Soy investigador de oftalmología y ciencias visuales, y estoy particularmente interesado en estos avances porque mi laboratorio se está enfocando en diseñar enfoques de terapia génica nuevos y mejorados para tratar Formas hereditarias de ceguera.
El ojo como campo de pruebas de CRISPR
La terapia génica consiste en insertar la copia correcta de un gen en células que tienen un error en la secuencia genética de ese gen, recuperando la función normal de la proteína en la célula. El ojo es un órgano ideal para probar nuevos enfoques terapéuticos, incluido CRISPR. Esto se debe a que el ojo es la parte más expuesta de nuestro cerebro y, por lo tanto, es de fácil acceso.
La segunda razón es que el tejido de la retina en el ojo está protegido del mecanismo de defensa del cuerpo, que de lo contrario consideraría el material inyectado utilizado en la terapia génica como extraño y montaría una respuesta de ataque defensiva. Tal respuesta destruiría los beneficios asociados con el tratamiento.
En los últimos años, los estudios revolucionarios de terapia génica allanaron el camino para el primer fármaco de terapia génica aprobado por la Administración de Alimentos y Medicamentos, Luxturna TM, para una enfermedad devastadora de ceguera infantil, la amaurosis congénita de Leber tipo 2.
Esta forma de amaurosis congénita de Leber es causada por mutaciones en un gen que codifica una proteína llamada RPE65. La proteína participa en las reacciones químicas que se necesitan para detectar la luz. Las mutaciones disminuyen o eliminan la función de RPE65, lo que conduce a nuestra incapacidad para detectar la ceguera a la luz.
El método de tratamiento desarrollado simultáneamente por grupos de la Universidad de Pensilvania y del University College London y del Moorefields Eye Hospital consistía en insertar una copia sana del gen mutado directamente en el espacio entre la retina y el epitelio pigmentado de la retina, el Tejido situado detrás de la retina donde se producen las reacciones químicas. Este gen ayudó a la célula del epitelio pigmentado de la retina a producir la proteína faltante que es disfuncional en los pacientes.
Aunque los ojos tratados mostraron una mejoría en la visión, medida por la capacidad del paciente para sortear una carrera de obstáculos con diferentes niveles de luz, no es una solución permanente. Esto se debe a la falta de tecnologías que puedan fijar el código genético mutado en el ADN de las células del paciente.
Una nueva tecnología para borrar la mutación
Últimamente, los científicos han estado desarrollando una nueva y poderosa herramienta que está cambiando la biología y la ingeniería genética a la siguiente fase. Esta innovadora tecnología de edición de genes, denominada CRISPR, permite a los investigadores editar directamente el código genético de las células del ojo y corregir la mutación que causa la enfermedad.
Los niños que padecen la enfermedad de amaurosis congénita de Leber tipo 10 sufren una pérdida progresiva de la visión desde el año de edad. Esta forma específica de amaurosis congénita de Leber es causada por un cambio en el ADN que afecta la capacidad del gen llamado CEP290 para producir la proteína completa. La pérdida de la proteína CEP290 afecta la supervivencia y el funcionamiento de nuestras células sensibles a la luz, llamadas fotorreceptores.
Una estrategia de tratamiento es administrar la forma completa del gen CEP290 utilizando un virus como vehículo de administración. Pero el gen CEP290 es demasiado grande para ser carga de virus. Así que se necesitaba otro enfoque. Una estrategia fue corregir la mutación mediante el uso de CRISPR.
Los científicos de Editas Medicine primero demostraron la seguridad y la prueba del concepto de la estrategia CRISPR en células extraídas de biopsias de piel de pacientes y en animales primates no humanos.
Estos estudios llevaron a la formulación del primer ensayo clínico terapéutico del gen CRISPR en humanos. Este ensayo de fase 1 y fase 2 finalmente evaluará la seguridad y eficacia de la terapia CRISPR en 18 pacientes con amaurosis congénita tipo 10 de Leber. Los pacientes reciben una dosis de la terapia mientras están bajo anestesia cuando el cirujano de retina usa un endoscopio, una aguja y una jeringa para inyectar la enzima CRISPR y los ácidos nucleicos en la parte posterior del ojo cerca de los fotorreceptores.
Para asegurarse de que el experimento funcione y sea seguro para los pacientes, el ensayo clínico ha reclutado personas con enfermedad en etapa avanzada y sin esperanza de recuperar su visión. Los médicos también están inyectando las herramientas de edición CRISPR en un solo ojo.
Una nueva estrategia de terapia génica CEP290
Un proyecto en curso en mi laboratorio se centra en diseñar un enfoque de terapia génica para el mismo gen CEP290. A diferencia del enfoque CRISPR, que puede apuntar solo a una mutación específica a la vez, mi equipo está desarrollando un enfoque que funcionaría para todas las mutaciones CEP290 en la amaurosis congénita tipo 10 de Leber.
Este enfoque implica usar formas funcionales de la proteína CEP290 que se pueden administrar a los fotorreceptores utilizando los virus aprobados para uso clínico.
La terapia génica que involucra CRISPR promete una solución permanente y un período de recuperación significativamente reducido. Una desventaja del enfoque CRISPR es la posibilidad de un efecto fuera del objetivo en el que se edita otra región del ADN de la célula, lo que podría causar efectos secundarios no deseados, como el cáncer. Sin embargo, las estrategias nuevas y mejoradas han hecho que tal probabilidad sea muy baja.
Aunque el estudio CRISPR es para una mutación específica en CEP290, creo que el uso de la tecnología CRISPR en el cuerpo es emocionante y un gran paso. Sé que este tratamiento se encuentra en una fase inicial, pero muestra una clara promesa. En mi opinión, así como en la mente de muchos otros científicos, la innovación terapéutica mediada por CRISPR es absolutamente prometedora.
Más formas de combatir la ceguera
En otro estudio que acaba de publicarse en la revista Science, científicos alemanes y suizos han desarrollado una tecnología revolucionaria que permite que ratones y retinas humanas detecten la radiación infrarroja. Esta capacidad podría ser útil para pacientes que sufren pérdida de fotorreceptores y de la vista.
Los investigadores demostraron este enfoque, inspirado en la capacidad de las serpientes y los murciélagos para ver el calor, dotando a ratones y retinas humanas post mortem con una proteína que se activa en respuesta al calor. La luz infrarroja es luz emitida por objetos cálidos que está más allá del espectro visible.
El calor calienta una partícula de oro especialmente diseñada que los investigadores introdujeron en la retina. Esta partícula se une a la proteína y la ayuda a convertir la señal de calor en señales eléctricas que luego se envían al cerebro.
En el futuro, se necesita más investigación para ajustar la capacidad de las proteínas sensibles al infrarrojo a diferentes longitudes de onda de luz que también mejorarán la visión restante.
Este enfoque aún se está probando en animales y en tejido retinal en el laboratorio. Pero todos los enfoques sugieren que podría ser posible restaurar, mejorar o proporcionar a los pacientes formas de visión utilizadas por otras especies.
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Los médicos prueban la primera edición CRISPR en el cuerpo para la ceguera Información de la revista: Ciencia
Proporcionado por The Conversation
Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation bajo un Licencia Creative Commons. Lea el artículo original.
Cita: Terapia génica y estrategias CRISPR para curar la ceguera (Sí, leyó bien) (25 de junio de 2020) consultado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/ 2020-06-gene-therapy-crispr-strategies.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.