El lupus es una enfermedad autoinmune crónica que provoca la inflamación de órganos y articulaciones, afecta al movimiento y a la piel, y causa fatiga. En los casos más graves, los síntomas suelen ser incapacitantes y sus complicaciones pueden resultar mortales.

No hay cura para la enfermedad, que afecta a unas 75 000 personas en España.

Los tratamientos actuales son predominantemente inmunosupresores que actúan reduciendo el sistema inmunitario para aliviar los síntomas.

Un caso tan grave con una aparición temprana de los síntomas (como el caso de Gabriela) es raro e indica una única causa genética.

En un estudio, publicado en Nature, un equipo liderado por instituciones de Australia y China realizó la secuenciación del genoma completo del ADN de una joven española llamada Gabriela, a la que se le diagnosticó lupus grave cuando tenía siete años. “Un caso tan grave con una aparición temprana de los síntomas es raro e indica una única causa genética”, indican los autores.

En su análisis genético, realizado en el Centro de Inmunología Personalizada de la Universidad Nacional de Australia, los investigadores descubrieron una única mutación puntual en el gen TLR7. A través de referencias de Estados Unidos  y del Centro de Inmunología Personalizada de China (CACPI, por sus siglas en inglés) identificaron otros casos de lupus grave en los que este gen también estaba mutado.

En el trabajo también han colaborado investigadores del departamento de Pediatría de la Facultad de Medicina de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) y del Hospital Infantil Universitario Niño Jesús (Madrid).

Con el objetivo de confirmar que la mutación causa el lupus, los científicos utilizaron la tecnología de edición genética CRISPR Cas9 para introducirla en ratones. Estos roedores desarrollaron la enfermedad y mostraron síntomas similares, lo que demostró que la mutación del TLR7 era la causa.

La mutación y el modelo de ratón se llaman ‘Kika’

Tanto el modelo de ratón como la mutación recibieron el nombre de ‘Kika’, el nombre que le puso Gabriela a un elefante de peluche que le regalaron en una de sus visitas hospitalarias cuando era niña.

Según explica Carola Vinuesa, autora principal del trabajo, “sigue siendo un gran reto encontrar tratamientos eficaces para el lupus, y los inmunosupresores que se utilizan actualmente pueden tener efectos secundarios graves y dejar a los pacientes más susceptibles a las infecciones”. En los últimos 60 años, la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA, por sus siglas en inglés) de Estados Unidos, solo ha aprobado un nuevo tratamiento.

Al confirmar una relación causal entre la mutación del gen y la enfermedad, podemos empezar a buscar tratamientos más eficaces, explica Nan Shen, coautor del estudio.

La científica subraya que “esta es la primera vez que se demuestra que una mutación del TLR7 causa lupus, lo cual proporciona una clara evidencia de que se trata de una de las formas en la que puede surgir esta enfermedad”.

Por su parte, Nan Shen, codirector del CACPI, añade: “Aunque es posible que solamente un pequeño número de personas con lupus tenga variantes en el propio TLR7, sabemos que muchos pacientes presentan signos de hiperactividad en la vía del TLR7. Al confirmar una relación causal entre la mutación del gen y la enfermedad, podemos empezar a buscar tratamientos más eficaces”.

La mutación identificada por los investigadores hace que la proteína TLR7 se una más fácilmente a un componente del ácido nucleico llamado guanosina y se vuelva más activa. Esto aumenta la sensibilidad de la célula inmunitaria, lo que hace más probable que identifique incorrectamente el tejido sano como extraño o dañado y monte un ataque contra él, señalan los autores.

Curiosamente, otros estudios han demostrado que las mutaciones que hacen que el TLR7 sea menos activo están asociadas a algunos casos de infección grave por covid-19, lo que pone de manifiesto el delicado equilibrio de un sistema inmunitario sano.

Una enfermedad más frecuente en mujeres

El trabajo también puede ayudar a explicar por qué el lupus es unas 10 veces más frecuente en mujeres que en hombres. Como el TLR7 se encuentra en el cromosoma X, las mujeres tienen dos copias del gen, mientras que los hombres tienen una.

La identificación de TLR7 como causa del lupus puso fin a una odisea diagnóstica y trae consigo la esperanza de que haya terapias más específicas para Gabriela y otros pacientes con lupus, opina Carmen de Lucas Collantes, coautora.

Normalmente, en las mujeres uno de los cromosomas X está inactivo, pero en esta sección del cromosoma, el silenciamiento de la segunda copia suele ser incompleto. Esto significa que las mujeres con una mutación en este gen pueden tener dos copias funcionales.

Carmen de Lucas Collantes, coautora del trabajo y científica en la UAM. afirma que “la identificación de TLR7 como causa del lupus en este caso inusualmente grave puso fin a una odisea diagnóstica y trae consigo la esperanza de que haya terapias más específicas para Gabriela y otros pacientes con lupus que probablemente se beneficien de este descubrimiento”.

Gabriela, que sigue en contacto con el equipo de investigación y es ahora una adolescente de 16 años, dice que espera que “este hallazgo dé esperanza a las personas con lupus y les haga sentir que no están solas en la lucha contra esta batalla. ¡Ojalá la investigación pueda continuar y terminar en un tratamiento específico que pueda beneficiar a tantos guerreros del lupus que sufren esta enfermedad!”.

Tratamientos para otras enfermedades autoinmunes 

Los investigadores trabajan ahora con empresas farmacéuticas para explorar el desarrollo o la readaptación de terapias existentes dirigidos al gen TLR7. Y esperan que el tratamiento de este gen también pueda ayudar a los pacientes con enfermedades relacionadas.

Vinuesa puntualiza que “hay otras enfermedades autoinmunes sistémicas, como la artritis reumatoide y la dermatomiositis, que encajan en la misma familia general que el lupus. El TLR7 también puede desempeñar un papel en estas enfermedades”.

La investigadora acaba de poner en marcha un laboratorio en el Instituto Francis Crick, para seguir desentrañando los mecanismos causantes de la enfermedad que se producen a raíz de mutaciones clave, como la encontrada en el gen TLR7.

mayo 02/2022 (SINC)

Referencia:

Vinuesa C., et al. “TLR7 gain-of-function genetic variation causes human lupus”. Nature (27 de abril, 2022).

El equipo eliminó el gen CD5, que codifica la proteína CD5 en la superficie de las células T y puede inhibir su activación, en las células CAR-T utilizando CRISPR-Cas9 y las infundió de nuevo en ratones con leucemia de células T y B o linfoma.

Los ratones a los que se les infundieron células T con CAR con supresión de CD5 mostraron niveles más altos de proliferación de células T en la sangre periférica, así como una reducción significativa en el tamaño del tumor y mejores resultados de supervivencia en comparación con los ratones a los que se infundieron células T con CAR no editadas.

La tecnología CRISPR brinda a los científicos la capacidad de localizar y editar cualquier gen no deseado. Para el cáncer, actúa eliminando un gen específico solo en las células T para ayudar a combatir mejor los tumores. El enfoque está estrechamente relacionado con la terapia de células T con CAR, en la que los investigadores recolectan las propias células T de un paciente y las diseñan para expresar un nuevo receptor que busca y ataca las células cancerosas.

«Hemos demostrado, por primera vez, que podemos utilizar con éxito CRISPR-Cas9 para eliminar CD5 en las células T CAR y mejorar su capacidad para atacar el cáncer, Marco Ruella, profesor asistente de Medicina en el División de Hematología-Oncología de la Facultad de Medicina Perelman de Penn y director científico del Programa de Linfoma, quien presenta los resultados. «La diferencia entre las células CAR T editadas y no editadas fue sorprendente en varios modelos de cáncer».

Los autores primero probaron el enfoque en un modelo de leucemia de células T. Las células T con CAR anti-CD5 se diseñaron genéticamente para buscar CD5 en las células T malignas y atacarlas. Dado que el CD5 también se expresa en las células T normales, los autores lo eliminaron de las células CAR T, tanto para evitar la posible muerte de otras células CAR T como para desencadenar la activación de las células CAR T que de otro modo sería inhibida por la presencia de CD5 en estas celdas.

De hecho, las células T con CAR anti-CD5 con deleción de CD5 fueron significativamente más potentes que las células T con CAR sin la deleción (tipo salvaje, CD5 +) tanto en experimentos in vitro como in vivo, donde más del 50 por ciento de los ratones se curaron a largo plazo.

Para probar la hipótesis de que la deleción de CD5 podría aumentar el efecto antitumoral de las células T CAR que se dirigen a antígenos distintos de CD5, los resultados se validaron en el contexto de las células T CAR CTL019 contra la leucemia de células B CD19 +. Es de destacar que también en este modelo, la eliminación de CD5 condujo a una eficacia antitumoral de células T CAR CTL019 significativamente mejorada con remisiones completas prolongadas en la mayoría de los ratones.

En un análisis separado que se compartirá el día de la presentación, el equipo revisó una base de datos genómica de más de 8 000 biopsias de tumores de pacientes para estudiar sus niveles de CD5 y encontró una correlación con los resultados. «Básicamente, en la mayoría de los tipos de cáncer, cuanto menos CD5 se exprese en las células T, mejor será el resultado, señala Ruella. El nivel de CD5 en sus células T es importante».

Los hallazgos son un importante paso adelante que puede establecer futuros ensayos clínicos para explorar cómo la combinación de la terapia con células CAR T y la edición del gen CRISPR-Cas9 podría mejorar las terapias celulares nuevas y existentes.

Las terapias como la terapia de células T con CAR desarrollada por Penn, ‘Kymriah’ (Novartis), para pacientes pediátricos y adultos con cáncer de sangre pueden inducir respuestas dramáticas en la leucemia linfoblástica aguda de células B en recaída o refractaria y los linfomas no Hodgkin.

Sin embargo, muchos pacientes no responden o eventualmente recaen. Es más, la terapia con células T con CAR aún no ha demostrado ser efectiva en varias neoplasias malignas hematológicas, como el linfoma de células T y la leucemia, cánceres de la sangre que frecuentemente expresan CD5. CD5 también se expresa en la gran mayoría de los pacientes con leucemia linfocítica crónica y linfoma de células del manto y también en aproximadamente el 20 por ciento de los casos de leucemia mieloide aguda.

Hoy en día, muchos de los enfoques para mejorar la terapia CAR T involucran terapias combinadas que abordan el agotamiento de las células T, particularmente el eje PD-L1 / PD-1. La estrategia de este equipo es diferente porque tiene como objetivo intervenir durante la activación temprana de las células T, lo que podría abrir oportunidades para aumentar la función de las células T en el microambiente tumoral.

«A largo plazo, esto podría representar una estrategia más universal para mejorar los efectos antitumorales de las células CAR-T ,señala el doctor Carl June, profesor de inmunoterapia Richard W. Vague y director del Centro de inmunoterapias celulares en Abramson Cancer Center y director del Parker Institute for Cancer Immunotherapy en la Perelman School of Medicine de la University of Pennsylvania y uno de los autores del estudio–. Esperamos seguir construyendo sobre estos hallazgos alentadores en la próxima fase de nuestro trabajo».

Un ensayo clínico de fase I que investigue este enfoque de células T CAR con eliminación de CD5 podría comenzar ya en 2021, dijeron los investigadores.

diciembre 10/2020 (Europa Press) – Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Nota:

CRISPR es una familia de secuencias de ADN que se encuentran en los genomas de organismos procarióticos como bacterias y arqueas. Estas secuencias se derivan de fragmentos de ADN de bacteriófagos que previamente habían infectado al procariota.

La tecnología CRISPR/Cas9 es una herramienta molecular utilizada para “editar” o “corregir” el genoma de cualquier célula. Eso incluye, claro está, a las células humanas.

La terapia de células CAR-T (Chimeric Antigen Receptor T-Cell o receptor de antígeno quimérico de células T) cosiste en extraer linfocitosT del paciente y que se convierten en las células CAR-T es decir linfocitos T modificados genéticamente para que expresen un receptor dirigido frente a un antígeno tumoral.

La terapia de células T con CAR: se usa para el tratamiento de ciertos cánceres de la sangre, y está en estudio para el tratamiento de otros tipos de cáncer. También se llama terapia celular CAR-T, terapia de células T con receptor de antígeno quimérico y terapia de linfocitos T con CAR.

Ahora, por primera vez, los científicos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Carolina del Norte (UNC) muestran que las técnicas de edición y terapia génica se pueden utilizar para restaurar UBE3A en cultivos de neuronas humanas y tratar los déficits en un modelo animal del síndrome de Angelman.

Este trabajo, publicado en Nature y dirigido por el autor principal Mark Zylka, director del Centro de Neurociencia de la UNC y el profesor distinguido de Biología y Fisiología Celular WR Kenan, sienta las bases importantes para un tratamiento o cura duradero para este debilitante enfermedad, así como un camino terapéutico para otros trastornos de un solo gen.

Nuestro estudio muestra cómo múltiples síntomas asociados con el síndrome de Angelman podrían tratarse con una terapia génica CRISPR-Cas9, explica Zylka. Y ahora estamos persiguiendo esto con la ayuda de los médicos de UNC-Chapel Hill».

El síndrome de Angelman es causado por una deleción o mutación de la copia materna del gen que codifica la ubiquitina proteína ligasa E3A (UBE3A). La copia paterna de UBE3A generalmente se silencia en las neuronas, por lo que la pérdida de UBE3A materna da como resultado una ausencia completa de la enzima UBE3A en la mayoría de las áreas del cerebro.

Eso es crucial porque la enzima se dirige a las proteínas para su degradación, un proceso que mantiene la función normal de las células cerebrales. Cuando ese proceso sale mal, el resultado es el síndrome de Angelman, un trastorno cerebral con síntomas que incluyen discapacidades intelectuales y del desarrollo graves, convulsiones y problemas con el habla, el equilibrio, el movimiento y el sueño.

«Activar la copia paterna de UBE3A es una estrategia terapéutica atractiva porque podría revertir la deficiencia molecular subyacente de la enfermedad», señala Zylka. Sin embargo, el gen paterno es silenciado por una cadena larga de ARN, producida en la orientación antisentido a UBE3A, que bloquea la producción de la enzima a partir de la copia paterna del gen.

Los miembros del laboratorio de Zylka, incluidos los becarios postdoctorales Justin Wolter, y Giulia Fragola, se propusieron idear una forma de usar CRISPR-Cas9 para restaurar la enzima UBE3A a niveles normales al interrumpir el ARN antisentido. Los datos preliminares en cultivos celulares fueron prometedores, y Zylka recibió subvenciones de los NIH, la Angelman Syndrome Foundation y la Simons Foundation para probar sus hallazgos en neuronas humanas y en un modelo de rató de la enfermedad.

En el artículo los coautores Wolter y Hanqian Mao, un postdoctorado en el laboratorio de Zylka, y colegas de la UNC describen el uso de una terapia génica de virus adenoasociado (AAV) para administrar la proteína Cas9 en todo el cerebro de ratones embrionarios que modelo de síndrome de Angelman. Debido a que UBE3A es esencial para el desarrollo normal del cerebro, el tratamiento temprano es crucial.

Los investigadores encontraron que el tratamiento embrionario y posnatal temprano rescató fenotipos físicos y conductuales que modelan los déficits centrales encontrados en pacientes con síndrome de Angelman. Sorprendentemente, una sola inyección neonatal de Ube3a paterna sin silenciar AAV durante al menos 17 meses, y los datos sugieren que es probable que este efecto sea permanente. Los investigadores también demostraron que este enfoque fue eficaz en neuronas humanas en cultivo.

«Quedamos asombrados cuando obtuvimos estos resultados, reconoce Zylka. Ningún otro tratamiento que se esté siguiendo actualmente para el síndrome de Angelman dura tanto, ni tratan tantos síntomas. Estoy seguro de que otros eventualmente reconocerán las ventajas de detectar la mutación que causa el síndrome de Angelman prenatalmente y tratarlo poco después».

Wolter agrega que «los resultados del tratamiento temprano fueron muy prometedores. Desde que aprendimos que podíamos reducir la gravedad del síndrome de Angelman en ratones, ahora estamos enfocados en refinar nuestro enfoque de maneras que sean adecuadas para su uso en humanos.

Mientras trabaja para traducir esta investigación en la clínica, el laboratorio de Zylka colaborará con investigadores del Instituto de Discapacidades del Desarrollo de Carolina (CIDD) para identificar síntomas en bebés que tienen la mutación genética que causa el síndrome de Angelman.

El laboratorio de Zylka está trabajando con investigadores de CIDD dirigidos por el director de CIDD, Joseph Piven, para utilizar imágenes cerebrales y observaciones de comportamiento para identificar síntomas asociados con el síndrome de Angelman en bebés. Los informes anecdóticos sugieren que estos bebés tienen dificultad para alimentarse y un tono muscular reducido, pero estos y otros síntomas tempranos no se han caracterizado rigurosamente hasta la fecha.

«La idea es usar pruebas genéticas para identificar a los bebés que tienen probabilidades de desarrollar el síndrome de Angelman, tratarlos antes del nacimiento o alrededor del momento del nacimiento, y luego usar estos primeros síntomas como criterios de valoración para evaluar la eficacia en un ensayo clínico, apunta Zylka. Nuestros datos y los de otros grupos indican claramente que el tratamiento prenatal tiene el potencial de prevenir el desarrollo completo del síndrome de Angelman».

Como parte del estudio los investigadores también encontraron que el vector de terapia génica bloqueaba el ARN antisentido al integrarse en el genoma en sitios cortados por CRISPR-Cas9. Esta llamada «trampa de genes» podría explotarse para alterar otros ARN y genes largos no codificantes.

noviembre 08/2020 (Europa Press) Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Referencia Bibliográfica:

Wolter, J.M., Mao, H., Fragola, G. et al. Cas9 gene therapy for Angelman syndrome traps Ube3a-ATS long non-coding RNA. Nature (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2835-2

Coordinado en colaboración con el laboratorio de Jiguang Wang, de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong, y Tao Jiang, del Instituto Neurológico de Beijing (China), el estudio proporciona nuevas pistas sobre cómo monitorizar la eficacia de las terapias. El trabajo se publica en Nature Communications.

El nuevo estudio ha desvelado que un subtipo de pacientes adquiere una alteración genética específica que pueden evadir la terapia combinada

A día de hoy, el principal y casi único tratamiento para los gliomas –uno de los tipos más comunes de tumor cerebral– es la combinación de radioterapia con el agente de quimioterapia llamado temozolomida, una estrategia que puede ampliar hasta un 30 % la supervivencia de estos pacientes.

Como la mayoría de la quimioterapia, la temozolomida induce daños en el ADN de las células tumorales. Los gliomas pueden progresar reparando este daño a través de una enzima codificada por el gen MGMT. En pacientes cuya actividad de MGMT está bloqueada a causa de una modificación de su promotor llamada ‘hipermetilación’, las células del cáncer no pueden reparar el daño producido por la temozolomida y colapsan.

Desafortunadamente, en torno a un 40 % y un 50% de los afectados son resistentes a la temozolomida. Estos pacientes expresan altos niveles de MGMT y el tumor continúa creciendo aun bajo el tratamiento.

El nuevo estudio ha desvelado que un subtipo de pacientes adquiere una alteración genética específica que pueden evadir la terapia combinada.

“Observamos que en un grupo de pacientes se producía una traslocación de MGMT”, explica Massimo Squatrito. “Estos reordenamientos genómicos involucran la fusión de MGMT con otros genes, lo que implica que MGMT pasa a estar regulado por los promotores con los que se ha funcionado, lo que contribuye a su sobreexpresión. Cuando se producen estos reordenamientos, el daño al ADN inducido por la temozolomida se repara y el glioma continúa creciendo incluso a pesar del tratamiento”.

El equipo de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong validó la presencia de estos reordenamientos en un subtipo de una gran cohorte de tumores recurrentes procedente de diferentes hospitales, principalmente del Hospital Beijing Tiantan. Utilizando la técnica de edición genómica CRISPR-Cas9.

Por su parte, los investigadores del CNIO replicaron algunas de estas translocaciones en diferentes modelos animales y celulares y confirmaron que pueden conferir resistencia a la temozolomida. “Parece que las translocaciones no están presentes en el tumor original, solo en los recurrentes, aquellos que surgen después de que el cáncer original se trate”, continúa Squatrito. “Esto indica que la resistencia puede ocurrir a consecuencia del propio tratamiento”.

Cambios en la monitorización de la terapia

El hallazgo puede llevar a cambios en los métodos con los que se monitoriza la eficacia de la terapia: “A día de hoy, el único marcador terapéutico conocido en gliomas es el análisis del estado del promotor de MGMT. Si está metilado, se silencia el gen MGMT y se predice que el paciente responderá a la temozolomida. Nuestro estudio demuestra que este método ya no has válido cuando se ha producido translocación genómica. Aunque su promotor siga bloqueado, el gen está siendo sobreactivado por otros promotores y contribuirá a la recurrencia del tumor”.

Otro importante resultado del trabajo en los modelos animales es que los investigadores han detectado la presencia de esta traslocación de MGMT en los exosomas, es decir, en las partículas que el glioma libera al torrente sanguíneo.

“Si este hallazgo se confirma en pacientes, podría constituir una herramienta de detección temprana de resistencia. Mediante un sencillo análisis de biopsia líquida con solo unas muestras de sangre, podríamos saber qué pacientes están desarrollando resistencia a la temozolomida y ayudará a cambiar a otras opciones terapéuticas, cuando estén disponibles”, dice Squatrito

En próximos pasos de la investigación, el equipo identificará nuevas formas de tratamiento para los pacientes resistentes a la temozolomida.

El trabajo ha sido financiado por el Instituto de Salud Carlos III, la Fundación Seve Ballesteros, la Asociación Española Contra el Cáncer (AECC), la Natural Science Foundation of China, el Research Grants Council de Hong Kong, la Beijing Municipal Administration of Hospitals, el Beijing Nova Program y la Beijing Talents Foundation.

agosto 24/2020 (SINC)

Referencia:

Oldrini B. et al.: MGMT genomic rearrangements contribute to chemotherapy resistance in gliomas. Nature Communications, (2020). DOI: 10.1038/s41467-020-17717-0

Los hallazgos, publicados en línea en la revista Science Translational Medicine, sugieren que la técnica CRISPR-Cas9 puede ser prometedora como tratamiento para la diabetes, particularmente las formas causadas por una sola mutación genética, y también puede ser útil algún día Algunos pacientes con las formas más comunes de diabetes, como el tipo 1 y el tipo 2.

Los pacientes con síndrome de Wolfram desarrollan diabetes durante la infancia o la adolescencia y requieren rápidamente una terapia de reemplazo de insulina, que requiere inyecciones de insulina varias veces al día. La mayoría desarrolla problemas de visión y equilibrio, así como otros problemas, y en muchos pacientes, el síndrome contribuye a una muerte prematura.

Esta es la primera vez que CRISPR se ha utilizado para reparar el defecto genético causante de diabetes de un paciente y revertir con éxito la diabetes, asegura el investigador adjunto Jeffrey R. Millman, profesor asistente de medicina y de ingeniería biomédica en la Universidad de Washington.

Para este estudio, utilizamos células de un paciente con síndrome de Wolfram porque, conceptualmente, sabíamos que sería más fácil corregir un defecto causado por un solo gen, añade. Pero vemos esto como un paso hacia la aplicación de la terapia génica a una población más amplia, de pacientes con diabetes .

El síndrome de Wolfram es causado por mutaciones en un solo gen, lo que brinda a los investigadores la oportunidad de determinar si la combinación de tecnología de células madre con CRISPR para corregir el error genético también podría corregir la diabetes causada por la mutación.

Hace unos años, Millman y sus colegas descubrieron cómo convertir las células madre humanas en células beta pancreáticas. Cuando tales células encuentran azúcar en la sangre, secretan insulina. Recientemente, esos mismos investigadores desarrollaron una nueva técnica para convertir de manera más eficiente las células madre humanas en células beta que son considerablemente mejores para controlar el azúcar en la sangre.

En este estudio, tomaron los pasos adicionales para derivar estas células de los pacientes y usar la herramienta de edición de genes CRISPR-Cas9 en esas células para corregir una mutación en el gen que causa el síndrome de Wolfram (WFS1). Luego, compararon las células editadas por genes con las células beta secretoras de insulina del mismo lote de células madre que no habían sido editadas con CRISPR.

En el tubo de ensayo y en ratones con una forma severa de diabetes, las células beta recién desarrolladas que fueron editadas con CRISPR secretaron insulina de manera más eficiente en respuesta a la glucosa. La diabetes desapareció rápidamente en ratones con las células editadas con CRISPR implantadas debajo de la piel, y los niveles de azúcar en sangre de los animales se mantuvieron en el rango normal durante los seis meses completos en que fueron monitoreados.

Los animales que recibieron células beta sin editar permanecieron diabéticos. Sus células beta recientemente implantadas podrían producir insulina, pero no lo suficiente como para revertir su diabetes.

Básicamente pudimos usar estas células para curar el problema, produciendo células beta normales al corregir esta mutación, dijo el investigador co-investigador principal Fumihiko Urano, profesor de Patología e Inmunología.

Es una prueba de concepto que demuestra que corrigiendo defectos genéticos que causan o contribuyen a la diabetes, en este caso, en el gen del síndrome de Wolfram, podemos producir células beta que controlan de manera más efectiva el azúcar en la sangre, asegura. También es posible corregir la genética defectos en estas células, podemos corregir otros problemas que experimentan los pacientes con síndrome de Wolfram, como discapacidad visual y neurodegeneración.

En el futuro, usar CRISPR para corregir ciertas mutaciones en las células beta puede ayudar a los pacientes cuya diabetes es el resultado de múltiples factores genéticos y ambientales, como el tipo 1, causado por un proceso autoinmune que destruye las células beta, y el tipo 2, que está muy cerca vinculado a la obesidad y un proceso sistémico llamado resistencia a la insulina.

Estamos entusiasmados con el hecho de que pudimos combinar estas dos tecnologías: cultivar células beta a partir de células madre pluripotentes inducidas y usar CRISPR para corregir defectos genéticos –reconoce Millman–. De hecho, descubrimos que las células beta corregidas no se podían distinguir de las células beta hechas de células madre de personas sanas sin diabetes.

En el futuro, el proceso de hacer células beta a partir de células madre debería ser más fácil, dijeron los investigadores. Por ejemplo, los científicos han desarrollado métodos menos intrusivos, haciendo células madre pluripotentes inducidas a partir de sangre, y están trabajando en el desarrollo de células madre a partir de muestras de orina.

En el futuro, prosigue Urano, es posible que podamos tomar algunos mililitros de orina de un paciente, producir células madre que luego podamos convertir en células beta, corregir mutaciones en esas células con CRISPR y trasplantarlas nuevamente en el paciente y curar su diabetes en nuestra clínica. Las pruebas genéticas en pacientes con diabetes nos guiarán a identificar genes que deben corregirse, lo que conducirá a una terapia genética regenerativa personalizada.

abril 23/ 2020 (Europa Press) – Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Como ha expuesto a este periódico Carl June, autor principal del estudio y artífice de las terapias con CAR-T, “es probable que la mayoría de las formas de cáncer puedan beneficiarse en el futuro de las células T editadas con CRISPR”, si bien recuerda con prudencia que “se necesitarán muchos más ensayos” para determinar los tipos de tumores en los que mejor puede funcionar esta estrategia.

June, que ostenta la cátedra Richard W. Vague en Inmunoterapia y dirige el Centro de Inmunoterapias Celulares en el Centro de Cáncer Abramson de la Universidad de Pensilvania, considera que este ensayo demuestra por primera vez dos cosas: es posible realizar con éxito múltiples ediciones de precisión para preparar a los linfocitos T -las células resultantes “sobreviven durante más tiempo en el cuerpo humano que los datos publicados anteriormente”-; por otro lado, “las células han demostrado una capacidad sostenida para atacar y matar tumores”.

Los tres pacientes tratados superaban los 60 años y presentaban cáncer (mieloma o sarcoma) avanzado. June apunta que “la primera paciente había recibido ocho líneas diferentes de quimioterapia y tres trasplantes de médula ósea antes de los linfocitos T editados con CRISPR. Murió debido a su cáncer el pasado diciembre. Los otros dos enfermos continúan vivos y ahora están recibiendo otros tipos de quimioterapia”.

El médico que les ha tratado en este estudio, Edward A. Stadtmauer, jefe de Hematología Maligna de la Universidad de Pensilvania, escribe a DM que “todos estos pacientes tenían cáncer refractario metastásico. Ninguno de ellos tenía opciones realistas con los tratamientos actualmente aprobados por la FDA. Esto es solo una pequeña muestra de pacientes para determinar la seguridad y viabilidad de esta nueva aproximación. Es necesario tratar a muchos más pacientes para determinar la eficacia”.

¿En qué ha consistido exactamente esta triple edición génica de las células inmunes?

De forma muy simplificada, una vez extraídas las células T de los pacientes, los científicos han usado CRISPR-Cas9 para eliminar tres genes que pueden interferir con la capacidad de los linfocitos para atacar al cáncer. En un segundo paso, añadieron mediante un vector lentiviral un receptor que reconoce a determinada proteína presente en algunas células tumorales (algo parecido a lo que se hace al añadir el receptor del antígeno quimérico CD19 en las CAR-T). En concreto, reconoce al antígeno NY-ESO-1. Las células obtenidas -que jugando con esta sopa de siglas, los autores han denominado NYCE- se introdujeron en los pacientes, donde pudieron detectarse a los nueve meses. De hecho, transcurridos varios meses, los investigadores extrajeron sangre y aislaron las células NYCE y constataron que aún mantenían actividad antitumoral.

Juan Roberto Rodríguez Madoz, investigador del Programa de Terapia Celular Adoptiva del Cima de la Universidad de Navarra, detalla el proceso de preparación de estas células. Recuerda que los receptores de linfocitos T (TCR) son las moléculas que permiten a estas células inmunes reconocer los antígenos que no son propios del organismo, participando así en la defensa frente a patógenos o tumores. Cada linfocito T tiene uno específico. El grupo de la Universidad de Pensilvania ha eliminado con CRISPR los genes que expresan TCR-alfa y TCR-beta de los linfocitos de los pacientes. Es la forma de acabar con el TCR endógeno de estas células y, por tanto, eliminar la especificidad del linfocito, por así decirlo, su limitación. Además, han eliminado un tercer gen, el que codifica PD-1, un punto de control inmunológico (checkpoint) conocido por su papel como freno de estas células inmunes. Después, mediante un vector lentiviral, introdujeron un TCR tránsgénico que reconoce específicamente el antígeno NY-ESO-1.

Este científico investiga en formas para optimizar el proceso preclínico de producción de CAR. En su laboratorio, ingenian la mejor manera de “entrenar” a las células inmunes para atacar al cáncer. Considera que frente a la inserción de CAR, la estrategia que emplea TCR transgénicos puede resultar desde el punto de vista de respuesta inmune “más natural. Su acción es más fisiológica”. Sin embargo, pueden verse limitados por la escasez de antígenos tumorales específicos.

Nuevos ensayos a final de año

A la vista de los resultados de este estudio, June afirma que planeamos iniciar ensayos utilizando tecnología CRISPR en células CAR-T a finales de este año. Y recalca: Este tratamiento está en las etapas más iniciales de evaluación y tardaremos tiempo antes de que esté disponible de forma generalizada en pacientes fuera de ensayos.

En un artículo que acompaña a este estudio en Science, las investigadoras de la Universidad de California, en Berkeley, Jennifer Hamilton y Jennifer Doudna -esta última una de las madres de la tecnología CRISPR-Cas9- escriben que “la gran pregunta que queda sin respuesta en este estudio es si las células T modificadas genéticamente y editadas son efectivas contra el cáncer avanzado“, al tiempo que señalan que el trabajo ha utilizado los protocolos de edición disponibles en 2016, con lo que la edición genética obtenida en esas células probablemente es menos efectiva de lo que se podría conseguir ahora.

Sitges, capital de las CAR-T

Algunos de los hallazgos que se publican en la revista científica fueron referidos por June en el segundo encuentro sobre células CAR-T organizado por las sociedades europeas de Hematología y Trasplante de Médula,  celebrado recientemente en Sitges.

Antonio Pérez, hematólogo del Hospital La Paz  y miembro de la Sociedad Española de Hematología y Hemoterapia (SEHH), comenta a DM que este estudio abre la puerta a que estas células se empleen en tumores sólidos. “El NY-ESO-1 es un antígeno específico tumoral, identificado en determinados cánceres testiculares, pero que se expresa en diversos tumores sólidos, como neuroblastoma infantil, sarcoma y cáncer de ovario, entre otros”.

La limitación que plantea esta estrategia es que las células NYCE requieren de la cooperación de la molécula HLA-A 02: 01, que solo aparece en un subconjunto de pacientes. De alguna manera, este caso nos muestra que la estrategia con CAR no es café para todos y necesita de intervenciones imaginativas que permitan generar tratamientos muy individualizados, que es lo que va a acabar con el cáncer infantil, y en general. Sin desmerecer el avance propuesto por este trabajo, que el especialista califica de “apasionante”, también reconoce que “habrá que estar atentos a los posibles efectos off-tumor del tratamiento, puesto que NY-ESO-1 también se expresa en tejido sano”.

febrero 22/2020 (Diario Médico)

El enfermo con VIH y leucemia linfocítica aguda recibió un trasplante de células hematopoyéticas en las que se había alterado con tecnología CRISPR al gen CCR5.

Las células editadas genéticamente sobrevivieron en el organismo del enfermo durante 19 meses sin causar efectos secundarios, pero la cantidad no fue lo suficiente como para reducir significativamente la presencia del virus en la sangre, según publican los investigadores de este estudio en The New England Journal Medicine.

El autor principal, Hongkui Deng, biólogo formado en la Universidad de Los Ángeles, en California, y que ahora investiga en la Universidad de Pekín, en China, sigue la estela del trasplante de médula ósea que curó a Timothy Ray Brown, el enfermo de Berlín, hace más de una década. Aquel trasplante, indicado para tratar la leucemia de Brown entonces seropositivo, se realizó con células de un donante que tenían una versión del gen CCR5 que confería inmunidad frente al virus. Después 2007, no hay signos de VIH en su sangre y la leucemia está en remisión. En marzo, un equipo del University College de Londres informó sobre otro enfermo que se sometió a un procedimiento similar en Reino Unido y se curó.

El equipo de Deng ha ensayado esta estrategia en un varón de 27 años en China diagnosticado con VIH y leucemia, y que necesitaba un trasplante de médula ósea. Los científicos extrajeron células madre hematopoyéticas de un donante y utilizaron CRISPR-Cas9 para que incluyeran la mutación de inmunidad en CCR5. Finamente, lograron editar un 17 por ciento de las células del donante. Para ello, en lugar de emplear virus atenuados para inocular CRISPR en las células, utilizaron la técnica de electroporación, que utiliza un campo eléctrico para generar el acceso. Además, para maximizar la posibilidad tratamiento del cáncer con el trasplante, los investigadores sumaron a las células madre editadas otras no modificadas.

A los 19 meses del ensayo, los investigadores constaron que las células madre editadas con CRISPR perduraban, aunque la mitad había muerto tras el injerto. La leucemia del enfermo está en remisión, pero sigue infectado por el VIH.

A pesar de que no ha culminado con la curación del VIH, para los investigadores el estudio ha sido una prueba de concepto de la seguridad de esta estrategia. La edición de genes CRISPR en ensayo clínico sigue siendo controvertida, en gran parte porque aún se desconocen sus potenciales efectos no buscados. El enfermo tratado no sufrió ningún efecto secundario causado por las células editadas, ni se registraron cambios genéticos no deseados.

Intentos de modular CCR5 frente al VIH

El gen CCR5 codifica para un receptor en la superficie de los glóbulos blancos que el VIH usa como entrada en las células que infecta. En personas con dos copias de la mutación CCR5 Delta32, el receptor se encuentra alterado y bloquea ciertas cepas de VIH impidiendo su acceso. La versión del gen resistente al VIH es muy rara: solo se encuentra en el 1 % de personas de origen caucásico y prácticamente en ningún otro grupo étnico.

Tras el hallazgo casual del enfermo de Berlín, se han sucedido las investigaciones para profundizar en el potencial curativo de esta inmunidad genética. Recientemente, se ha reproducido una estrategia similar con un enfermo británico. Otros estudios han tratado de editar el gen, con nucleasas de dedos de zinc (ZFN), en los linfocitos T, para después infundirlos en los enfermos seropositivos.

En un ensayo clínico, llevado a cabo por la biotecnológica estadounidense Sangamo, no se alcanzaron los niveles de linfocitos T mutados necesarios para erradicar el VIH. En España, se comunicó el caso de un enfermo con VIH y linfoma que recibió un trasplante de células de sangre de cordón umbilical con la mutación específica en CCR5, aunque finalmente falleció por la agresividad de la enfermedad hematológica.

Un grupo del Instituto de Investigación del Sida IrsiCaixa y hematólogos del Hospital Gregorio Marañón trabajan para determinar si otros factores asociados al trasplante de células hematopoyéticas, al margen de la mutación CCR5 Delta32, pueden influir en la eliminación del VIH.

Más sonada (y polémica) ha sido la modificación de este gen con CRISPR en la línea germinal que llevó a cabo el científico chino He Jiankui. Un análisis posterior de la Universidad de California, en Berkeley, reveló que esta potencial ventaja de inmunidad se asocia con un aumento del 21 por ciento en la mortalidad futura.

setiembre 14/2019 (Diario Médico)

El cáncer despliega una gran cantidad de recursos para poder crecer: desde la inestabilidad en su genoma a la inflamación, pasando por la creación de nuevos vasos sanguíneos, el aprovechamiento del microambiente que rodea al tumor o el uso de mecanismos que le permiten ser inmortal, entre otros.

En el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), el Grupo de Metabolismo y Señalización Celular que dirige Alejo Efeyan estudia cómo el cáncer emplea uno de estos recursos, los nutrientes, en su propio beneficio, centrándose en una importante ruta metabólica que coordina el gen mTOR.

Ahora, su equipo identifica en la revista Nature Metabolism el papel de esta ruta como origen de los linfomas foliculares y propone la exploración en futuros estudios de una posible estrategia terapéutica con un fármaco que ya está en clínica para otros tumores.

El linfoma folicular es un tipo de cáncer que aparece en los glóbulos blancos del sistema linfático, y es consecuencia del crecimiento descontrolado de estas células del sistema inmune. Se da en entre el 5 y 7 de casos por 100 000 habitantes, es el segundo tipo de linfoma más frecuente y su incidencia va en aumento. Se trata de un cáncer con una supervivencia larga debido a su lenta progresión, pero para el que no existe una cura: con el tiempo, muchos enfermos dejan de responder a los escasos tratamientos disponibles.

Su causa y origen se encuentra en el sistema inmunitario. Para responder al ataque de un patógeno (por ejemplo, un virus o una bacteria), las diferentes células que forman parte de este sistema (células B, células T, macrófagos) se multiplican y se organizan como un ejército para atacar al patógeno. Este ejército monta una arquitectura de comunicación entre las células que se desmantela cuando el patógeno ha sido eliminado y la respuesta inmunitaria debe terminar.

Sin embargo, en algunos casos esta arquitectura se conserva de manera anómala, el crecimiento de las células B que han participado en esta respuesta se descontrola y da lugar a un tumor, los linfomas foliculares. Las causas genéticas de este fenómeno aún no están claras.

Señales engañosas sobre la disponibilidad de nutrientes

Los investigadores habían observado que uno de cada seis enfermos de linfoma folicular presenta mutaciones en RagC, un gen de la ruta de señalización de mTOR. A mTOR puede definírsele como un director de orquesta de las células, porque integra y coordina numerosas señales moleculares que le llegan a través de distintos informantes para autorizar el crecimiento celular. Precisamente uno de los informantes de la vía de señalización de mTOR es RagC, que actúa como un interruptor on/off que contribuye a que mTOR desencadene el crecimiento celular solamente en presencia de los nutrientes y la energía necesaria para abastecer el crecimiento del batallón de las células B.

Para saber si las mutaciones en RagC estaban detrás del origen de los linfomas foliculares y no eran tan solo una consecuencia del caos genético propio de tumores con múltiples mutaciones, los investigadores del CNIO trabajaron con dos modelos de ratón: el primero es un modelo clásico para el estudio de esta enfermedad, que muestra una translocación cromosómica que se da en la inmensa mayoría de los casos de linfoma folicular. El segundo fue creado con la novedosa técnica de edición genética CRISPR-Cas9, en el que además de la translocación, los investigadores indujeron la mutación en RagC.

Lo que hemos visto es que, con la mutación que hemos inducido en RagC, este gen está siempre en ‘modo on, explica Efeyan, jefe del Grupo y autor principal del estudio. Esto hace que las células B (añade el experto) que han participado en una respuesta inmunitaria crean que tienen nutrientes para crecer y lo hagan descontroladamente.

Nuestro estudio confirma que las mutaciones en RagC están en el origen de la enfermedad y, por lo tanto, nos encontramos ante la primera evidencia de actividad promotora de tumores de RagC y de todo el conjunto de genes que informa a mTOR de la presencia de nutrientes para crecer.

Terapias contra la sordera que producen las mutaciones en RagC

La exploración de esta ruta interesa a los investigadores porque tiene una intervención farmacológica que, en caso de confirmarse a través de futuros estudios, podría permitir un traslado a la clínica con cierta rapidez: inhibidores de mTOR como la rapamicina, que ya está aprobada para otros tipos de tumores, como el cáncer de riñón, que, al apagar esta vía, evitan que tenga un comportamiento anómalo.

Cuando tratamos con rapamicina a los ratones con mutaciones en RagC, estos tuvieron una respuesta positiva prolongada, vivieron durante más tiempo y con linfomas menos agresivos, comenta Ana Ortega-Molina, primera autora de este trabajo. Aunque estos tratamientos no significan curación completa, el retraso en la progresión de un tumor que ya es lento de por sí podría tener grandes implicaciones para la supervivencia de los enfermos.

Aunque solamente los linfomas con mutación en RagC mostraron una respuesta duradera, también los ratones que contenían solamente la translocación cromosómica respondieron de forma positiva a la terapia, lo que viene a confirmar que la vía mTOR es importante en todos los linfomas foliculares, independientemente de su origen.

Aunque no se sabe con seguridad, los investigadores creen que el hecho de que esta anomalía afecte particularmente a las células B que han participado en una respuesta inmunitaria podría deberse a que la capacidad de proliferación acelerada es característica de este tipo de células, que necesitan ver aumentado su ejército con la mayor rapidez posible cuando el organismo se enfrenta a una amenaza, lo que las hace más sensibles a la falta de nutrientes y a las mutaciones en este gen.

Lo sorprendente para los investigadores es que, ante la mutación en RagC, estas células parecen volverse sordas a todo tipo de señales de comunicación celular, no solo a aquellas que hacen creer que hay nutrientes disponibles para el crecimiento, sino también de las que advierten de que el patógeno al que creen responder ya está controlado y el ejército debe desarmarse.

Si queremos atacarlas con terapias que eliminen las señales de su entorno para que dejen de proliferar, tendríamos que identificar a las que son indiferentes a esta estrategia e intentar remediar esta sordera para que las terapias tengan efecto, concluye Efeyan.

En futuras líneas de estudio, los investigadores quieren determinar la importancia de la vía de mTOR para otros tumores y si las modificaciones en la dieta podrían ayudar a mejorar la respuesta, ya que la función de RagC es activarse cuando hay nutrientes y apagarse cuando no los hay.

setiembre 067/2019 (SINC)

Se les denomina así a los trasplantes de órganos que se realizan entre dos especies distintas. En este caso, se trata de Sus scrofa domesticus y Homo sapiens, cerdos y hombres.

La coordinación de esta iniciativa está a cargo del Instituto de Biociencias de la Universidad de São Paulo (IB-USP), en el ámbito del Centro de Estudios del Genoma Humano y Células Madre (CEGH-CELL),  uno de los Centros de Investigación, Innovación y Difusión (CEPIDs)   que la Fundación de Apoyo a la Investigación Científica del Estado de São Paulo – FAPESP financia. Las otras instituciones asociadas son el Instituto de Estudios Avanzados de la USP y el Laboratorio de Inmunología del Instituto del Corazón (InCor).

Este proyecto   se lleva adelante mediante un convenio entre la compañía farmacéutica EMS y la FAPESP, en el marco del Programa de Apoyo a la Investigación en Asociación para la Innovación Tecnológica (PITE). Y se encuentra bajo la coordinación del profesor Silvano Raia,   docente de la Facultad de Medicina de la USP. Raia fue el primer médico que concretó un trasplante de hígado con donante cadavérico en Latinoamérica y el primer trasplante con donante vivo en el mundo.

 Esta iniciativa se dio a conocer durante el primer día de la FAPESP Week London,   realizada entre los 11 y 12 de febrero de 2019.

 “Los órganos porcinos son muy similares a los humanos; pero, de trasplantárselos tal como son, serían objeto de rechazo. La idea entonces es modificarlos para que se vuelvan compatibles con el organismo humano”, dijo Mayana Zatz, docente del IB-USP e investigadora responsable del estudio, durante su conferencia.

Actualmente, los cerdos modificados con tal finalidad se crían en países tales como Alemania y Estados Unidos, con resultados prometedores con relación al trasplante de sus órganos en monos.

 La genetista explica que se conoce muy bien la actividad de tres genes que provocan el rechazo. Al desactivárselos mediante la aplicación de la técnica de edición génica denominada Crispr-Cas9, es posible hacer que el sistema inmunológico humano no rechace los órganos.

 El suero de la sangre de esos cerdos se testeará con el de personas que aguardan en la lista de espera de trasplantes de riñón, con el fin de verificar la presencia de anticuerpos que puedan generar rechazo contra los órganos porcinos en la población brasileña.

 Las muestras forman parte de la seroteca del Laboratorio de Inmunología del InCor, dirigido por el médico Jorge Kalil,  docente de la Facultad de Medicina de la USP y uno de los responsables del proyecto. En la actualidad, más de 1.000 muestras de suero de pacientes pasibles de recibir trasplantes renales y que padecen rechazo a cualquier riñón humano componen dicha seroteca.

Simultáneamente, Kalil y la profesora Maria Rita Passos-Bueno, del IB-USP y también investigadora del proyecto, desarrollarán nuevos protocolos de seguimiento de futuros pacientes trasplantados con el fin de monitorear en la sangre el surgimiento de anticuerpos que puedan provocar rechazo.

 Brasil ocupa el segundo lugar en cantidad absoluta de trasplantes realizados, detrás únicamente de Estados Unidos. Así y todo, la lista de espera de órganos superó los 41 mil inscritos en 2016. Los trasplantes de riñón son los que exhiben la mayor discrepancia entre la cantidad de pacientes en lista de espera y los procedimientos efectivamente concretados: fueron 5.592 trasplantes, ante un total de 24.914 inscritos. En 2017 murieron 1.716 pacientes en la espera por un riñón.

 “Se trata de desarrollar un producto de base biotecnológica nacional cuyo objetivo final consistirá en suministrar a la población brasileña que se encuentra en lista de espera de trasplantes una alternativa terapéutica factible y definitiva, que puede acortar el tiempo de sufrimiento de los pacientes y de sus familiares”, declaró Zatz.

En la actualidad, incluso los trasplantes entre humanos requieren que los trasplantados tomen medicamentos inmunosupresores, en algunos casos por el resto de sus vidas, a los efectos de combatir el rechazo. Cuando se trata de quienes necesitan trasplantes de riñones, se le suma a esto el elevado costo de las hemodiálisis mientras esperan un nuevo órgano.

La etapa inicial del proyecto tiene una duración prevista de tres años y contempla también la compatibilización de los aspectos éticos, religiosos y legales de los xenotransplantes, mediante la creación de una cátedra sobre el tema en el Instituto de Estudios Avanzados.

 La fabricación de órganos

Durante su conferencia, Zatz dio a conocer también los resultados más recientes de la creación de órganos con base en células madre. Como parte del trabajo doctoral  de Ernesto Goulart y posdoctoral de Luiz Caires y de Luciano Abreu Brito, todos con becas de la FAPESP, se crearon hígados y arterias hepáticas de ratas con células madre de un mismo animal.

 Se descelularizaron la aorta y el hígado de las ratas o, en otras palabras, se removieron todas sus células con ácidos especiales y se dejó tan sólo un sostén (scaffold) de colágeno. Células madre de humanos ocuparon lugar en esos sostenes y fueron reprogramadas como células hepáticas y de aorta para crear así nuevos órganos.

En el futuro, ésta podría ser una solución para las personas que necesitan trasplantes de órganos. Al elaborárselos con células de los propios pacientes, éstos no quedarían expuestos a sufrir el rechazo del organismo.

 Zatz planteó también otras posibilidades de uso de la genética para lograr un envejecimiento sano, tal como es el caso de la Medicina P4 (predictiva, preventiva, personalizada y participativa). Mediante el análisis del perfil genético del paciente, es posible saber qué enfermedades podrá desarrollar futuramente. De este modo puede prevenírselas, e incluso tomar parte en el tratamiento junto al médico.

 “Con base en el estudio de miles de personas de todo el mundo que padecen enfermedades, y al compararlas con personas sanas, podemos determinar lo que denominamos riesgos poligénicos, que son las altas posibilidades de padecer diabetes, problemas cardíacos, hipertensión y cáncer, entre otras afecciones. Estas enfermedades dependen sobremanera de los genes, pero también del ambiente”, dijo Zatz.

 La investigadora dio a conocer también el proyecto 80+, en cuyo marco se secuenció el genoma de 1.324 personas de más de 60 años para entender qué tienen distinto y puede aplicarse a la población en general quienes permanecen sanos luego de los 80 años o aun después de los 100 años de edad. Actualmente existen alrededor de 500 mil personas con más de 100 años en el mundo.

febrero 28 / 2019 (Dicyt)

]]> https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2019/03/01/una-nueva-tecnologia-para-el-trasplante-de-organos-porcinos-a-humanos/feed/ 0 https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2019/02/01/cientificos-disenan-un-nuevo-sistema-crispr-para-la-edicion-del-adn/ https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2019/02/01/cientificos-disenan-un-nuevo-sistema-crispr-para-la-edicion-del-adn/#comments Fri, 01 Feb 2019 05:25:53 +0000 http://boletinaldia.sld.cu/aldia/?p=73326 Un estudio publicado en Nature Communications por Feng Zhang y su grupo del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y la Universidad de Harvard muestra cómo la nueva enzima Cas12b puede ser diseñada para cortar o editar con precisión los genomas de las células humanas.

Zhang utilizó por primera vez el revolucionario CRISPR-Cas9 y otros sistemas para la edición del genoma de organismos eucariotas. Ahora, la alta especificidad de la enzima Cas12b de la bacteria Bacillus hisashii (BhCas12b) -en comparación con la anterior Cas9-, hacen que este nuevo sistema sea adecuado para aplicaciones In vivo.

El equipo está ahora trabajando para que CRISPR-Cas12b esté ampliamente disponible para la investigación, como ya hizo con las herramientas de edición del genoma anteriores.

Los autores identificaron previamente a Cas12b como una de las tres nuevas y prometedoras enzimas CRISPR en 2015 (además de Cas9 y Cas12a), pero se enfrentó a un obstáculo.

Como Cas12b proviene de bacterias termófilas -que viven en ambientes muy calientes- la enzima naturalmente solo funciona a temperaturas superiores a la del cuerpo humano.

“Nuestra sistema Cas12b para funcionar eficientemente a temperaturas altas pone otra herramienta en la creciente caja de herramientas CRISPR”, explica a Sinc Zhang. “A diferencia de Cas9, Cas12b puede ser más específico, lo que significa menos riesgo asociado de efectos fuera del objetivo”.

Primer paso para las terapias inmunitarias

Los expertos generaron una versión de Cas12b capaz de editar eficazmente los genomas de las células T humanas primarias, un importante paso inicial para las terapias que se dirigen al sistema inmunitario o lo potencian.

“Además, como es una proteína más pequeña puede resultar beneficioso en la administración intracelular a través de vectores virales”, añade el investigador. “Estas propiedades hacen de Cas12b una opción atractiva para aplicaciones terapéuticas en células humanas”.

“Aunque se necesita más trabajo para que sea una herramienta ampliamente aplicable como Cas9, supone otra opción para los científicos”, sentencia Zhang.

Un campo que se mueve rápido

Desde que la familia de enzimas Cas12b fue descrita por primera vez en 2015 y se probó que al igual que Cas9 eran nucleasas guiadas por ARN (es decir, que cortan el ADN), varios grupos han trabajado en ellas.

En 2017, el equipo de Jennifer Doudna en la Universidad de California en Berkeley informó que el Cas12b de Alicyclobacillus acidoterrestris podía mediar la división colateral no específica del ADN In vitro.

Más recientemente, un equipo de la Academia China de Ciencias en Beijing informó que otro Cas12b, de Alicyclobacillus acidiphilus, fue utilizado para editar células de mamíferos.
enero 31/2019 (agenciasinc.es)

La técnica de edición génica CRISPR/Cas9, ha demostrado que puede corregir con éxito en embriones humanos una enfermedad cardíaca hereditaria. La colaboración entre cuatro grupos científicos ha permitido enmendar la alteración en el gen MYBPC3, asociado a miocardiopatía hipertrófica, en la etapa más temprana del desarrollo embrionario, de forma que la mutación no se transmitiría a las siguientes generaciones.

La investigación se ha llevado a cabo en embriones que no se iban a implantar, durante las primeras etapas de su desarrollo. Los detalles del trabajo aparecen hoy 2 de agosto en Nature.

Los resultados del estudio indican que el enfoque es efectivo y que el objetivo de CRISPR-Cas9 es muy preciso, brindando cierta seguridad con respecto a las preocupaciones de seguridad. Además, no hubo evidencia de mutaciones fuera del objetivo. Estos hallazgos sugieren que este enfoque podría potencialmente tener aplicaciones para la corrección de mutaciones hereditarias en embriones humanos en conjunción con PGD.

Los grupos que han participado son el laboratorio de Shoukhrat Mitalipov, en la Universidad de Salud y Ciencias de Oregón (OHSI); el de Juan Carlos Izpisúa en el Instituto Salk, en California; el equipo de Jin-Soo Kim, del Instituto de Ciencias Básicas, en Seúl, y el centro de secuenciación genómica chino BGI.

No es la primera vez que se modifica genéticamente un embrión humano mediante la técnica de CRISPR. Hace dos años, el biólogo Junjiu Huang, de la Universidad Sun Yat-sen, en Guangzhou, la aplicó para reemplazar el gen HBB, cuya mutación se asocia a la beta-talasemia, en embriones procedentes de clínicas de fecundación in vitro. Los resultados se publicaron entonces en Protein & Cell, y reconocían una eficacia muy baja: solo una pequeña parte de los más de 80 embriones modificados incorporaron la modificación genética.

Seguridad y eficiencia bajo control
Ahora, con este último trabajo en Nature, los científicos destacan que el método puede emplearse de forma segura y eficiente. El estudio indica que no solo se puede reparar un alto porcentaje de embriones, sino que además se consigue sin introducir nuevas mutaciones, alteraciones off target o mosaicismo, que de momento es una de las principales objeciones científicas para trasladar a la clínica estos procedimientos.

En el estudio, generaron células madre de pluripotencialidad inducida (iPS) a partir de la biopsia de piel de un varón con miocardiopatía hipertrófica; en estas células desarrollaron la estrategia de edición genética con CRISPR/Cas9 para dirigirse y reparar la copia mutada del gen MYBPC3. La enzima Cas9 cortó el gen alterado, permitiendo al ADN de las células de este paciente que desplegaran sus mecanismos de reparación para poder recomponerlo en la siguiente ronda de división celular; para ello, introdujeron también una secuencia de ADN sintético o una copia no mutada del gen MYBPC3 que sirviera de modelo.

Una vez perfeccionados los componentes de la edición genética, los introdujeron en una serie de óvulos sanos fecundados con el espermatozoide del paciente. Después, analizaron todas las células de los embriones para constatar que la mutación estaba reparada. Precisamente el mecanismo de reparación es, junto con la alta eficacia y seguridad, uno de los hallazgos que más ha sorprendido (gratamente) a los científicos. Después de la aplicación correctiva de CRISPR-Cas9 en el gen, el embrión inicia sus propias reparaciones, pero en lugar de usar la plantilla de ADN sintético suministrada, recurrió a la copia sana del gen para corregir la parte mutada. Juan Carlos Izpisúa, profesor del Laboratorio de Expresión Genética del Instituto Salk, resume que «la corrección del alelo masculino no ocurre, como una esperaría, gracias al ADN que aportamos, sino que se debió al alelo correcto femenino. Es un mecanismo único de corrección que no está presente en las células somáticas». Otro de los científicos del Salk que participan en este trabajo, Jun Wu, abunda en ello: «Nuestra tecnología repara con éxito la mutación genética causante de la enfermedad aprovechando una respuesta de reparación del ADN única de los embriones en sus primeras fases».

Reparar patologías
Izpisúa recalca que la contribución de su grupo se ha centrado en la parte más técnica, en concreto, la edición génica de las células y embriones y la comprobación de la seguridad del procedimiento y de la ausencia de mosaicismos. El científico español forma parte del comité de expertos en diversas áreas de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos que ha redactado el informe que recoge las recomendaciones sobre cómo proceder en este terreno de la investigación. Este trabajo se adhiere a todas ellas.

«El componente ético de esta investigación es muy importante. Obviamente, estoy en desacuerdo con cualquier aplicación que suponga una mejora de las capacidades intelectuales o físicas de la especie humana, como así reflejamos todos los firmantes del informe de la Academia Nacional de Ciencias. Desde un punto de vista práctico, y esta es mi opinión personal, creo que el desarrollo apropiado de estas tecnologías, podría considerar casos como la corrección de los precursores de los gametos masculinos y femeninos en parejas con síndromes recesivos muy graves, como el cáncer asociado a los genes BRCA1/2. De esta manera, la edición génica no se haría en el embrión, sino en las células precursoras de los gametos, y se mitigarían ciertos aspectos éticos y de seguridad. También podría emplearse para la corrección in utero en estadios avanzados de gestación de enfermedades genéticas graves, como las trisomías».

Con todo, escribe Izpisúa a DM, «no somos nosotros los científicos quienes debemos decidir la aplicación de los descubrimientos que obtenemos de la naturaleza, sino que la aplicación de los mismos es una decisión que debe realizarse por la sociedad en su conjunto».

Alentador, pero manteniendo la cautela
Además, tanto Izpisúa como Wu enfatizan que, aunque prometedores, los resultados de este trabajo son muy preliminares. Y si bien las herramientas de edición de genes constituyen una herramienta poderosa para curar potencialmente una serie de enfermedades, los científicos han procedido con cautela, en parte para evitar la introducción de mutaciones no deseadas en las células germinales. «La edición de genes todavía está en su infancia, así que aunque este esfuerzo preliminar se ha mostrado seguro y eficaz, es crucial que sigamos con la mayor precaución, prestando la más alta atención a las consideraciones éticas», concluye Izpisúa.

De hecho, el trabajo continuará con nuevas evaluaciones de la seguridad y eficacia del procedimiento, ampliadas a otras mutaciones.

En lo que se refiere a la seguridad y la eficacia de la corrección génica de las enfermedades hereditarias en la línea germinal humana, una de las grandes preocupaciones de los científicos de este ámbito, Shoukhrat Mitalipov, de la Universidad de Portland, en Oregon (Estados Unidos), señala en el trabajo que aparece en Nature, que se centraron en la MYBPC3 mutación implicada en CMH. Así, produjeron zigotos fertilizando ovocitos de donantes sanos con esperma de un portador heterozigótico masculino de la mutación MYBPC3, que lleva una copia mutada y una copia normal del gen. Utilizaron CRISPR-Cas9 para hacer un corte en la secuencia del gen mutante y monitorearon cómo los embriones humanos reparan estos rompimientos del ADN. En la mayoría de los casos, las roturas se repararon eficientemente utilizando la copia no mutada de este gen del donante no afectado como un espejo. Como resultado, alrededor de dos tercios de los embriones que eran los objetivos contenían dos mutaciones libres de las copias del gen MYBPC3. Los autores también encontraron una manera de eliminar el mosaicismo, en el cual los embriones se componen de dos o más tipos genéticamente diferentes de células.

agosto 28/ 2017 (Diario Médico)

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