Utilizando células madre pluripotentes inducidas producidas de la piel de un paciente con una forma genética rara de diabetes dependiente de insulina llamada síndrome de Wolfram, los investigadores transformaron las células madre humanas en células productoras de insulina y utilizaron la herramienta de edición de genes CRISPR-Cas9para corregir un defecto genético que había causado el síndrome. Luego implantaron las células en ratones de laboratorio y curaron la diabetes implacable en esos ratones.
Los hallazgos, de investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis, sugieren que la técnica CRISPR-Cas9 puede ser prometedora como un tratamiento para la diabetes, particularmente las formas causadas por una mutación genética única, y también puede ser útil.día en algunos pacientes con las formas más comunes de diabetes, como el tipo 1 y el tipo 2.
El estudio se publica en línea el 22 de abril en la revista Medicina traslacional de la ciencia .
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 con la visión y el 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", dijo el investigador adjunto Jeffrey R. Millman, PhD, profesor asistente de medicina y de ingeniería biomédica en WashingtonUniversidad ". 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. Pero vemos esto como un trampolín para aplicar la terapia génica a unpoblación más amplia de pacientes con diabetes ".
El síndrome de Wolfram es causado por mutaciones en un solo gen, brindando 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 más eficientemente las células madre humanasen 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, los investigadores compararonlas células modificadas genéticamente a células beta secretoras de insulina del mismo lote de células madre que no se habían modificado 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 más eficientemente insulina 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 recién implantadas podían 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, MD, PhD, el profesor de medicina Samuel E. Schechter y profesor depatología 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 más eficazmente el azúcar en la sangre. También es posible queAl corregir los defectos genéticos en estas células, podemos corregir otros problemas que experimentan los pacientes con síndrome de Wolfram, como la discapacidad visual y la 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, queestá estrechamente relacionado con 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", dijo Millman. "De hecho, encontramos que la beta corregidalas células eran indistinguibles de las células beta hechas de las células madre de personas sanas sin diabetes ".
En adelante, 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 de la sangre, y están trabajando en el desarrollo de células madrede muestras de orina.
"En el futuro", dijo Urano, "es posible que podamos tomar algunos mililitros de orina de un paciente, hacer células madre que luego podamos convertir en células beta, corregir mutaciones en esas células con CRISPR, trasplantarlas de nuevoen 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 ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Facultad de medicina de la Universidad de Washington . Original escrito por Jim Dryden. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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