Un equipo de investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford ha utilizado una herramienta de edición de genes conocida como CRISPR para reparar el gen que causa la enfermedad de células falciformes en las células madre humanas, lo que dicen es un paso clave para desarrollar una terapia génica parael desorden.
El equipo continuó demostrando que las células reparadas podían producir una molécula de hemoglobina funcional, que transporta oxígeno en los glóbulos rojos normales, y luego trasplantaron con éxito las células madre en ratones. Los investigadores dicen que el estudio representa una prueba de concepto para elreparación de enfermedades genéticas transmitidas por la sangre, como la enfermedad de células falciformes y la talasemia.
Un documento que describe los hallazgos se publicará en línea el 7 de noviembre en Naturaleza . Los académicos posdoctorales Daniel Dever, PhD, y Rasmus Bak, PhD, son los autores principales; Matthew Porteus, MD, PhD, profesor asociado de pediatría, es el autor principal.
una condición dolorosa y mortal
La enfermedad de células falciformes afecta a 70,000 a 100,000 estadounidenses y millones en todo el mundo, lo que inflige sufrimiento y altos costos de atención médica. Los niños nacidos en países de altos ingresos generalmente sobreviven con la enfermedad crónica, mientras que los nacidos en países de bajos ingresos generalmente mueren antes de la edadde 5. La enfermedad es el resultado de una sola mutación en el gen que codifica una de las cadenas de proteínas que forman la molécula de hemoglobina. La hemoglobina es el componente principal de los glóbulos rojos y permite que las células recojan oxígeno de los pulmones y caigan.se elimina en los tejidos de todo el cuerpo, desde el cerebro hasta los músculos.
La mutación falciforme hace que los glóbulos rojos produzcan una versión alterada de la hemoglobina que fuerza a los glóbulos rojos a formar una hoz cuando los niveles de oxígeno caen. Las células falciformes se enredan, bloquean los vasos sanguíneos de todo el cuerpo y causan dolor severo y desastroso.consecuencias para la salud.
El santo grial
La terapia génica, en general, ha sido el santo grial de la terapéutica basada en genes desde la década de 1980, con solo una pizca de éxitos individuales a lo largo de los años. Sin embargo, cada vez más, mejores técnicas están aumentando las esperanzas de terapias prácticas que puedan curar permanentemente las enfermedades genéticascomo la célula falciforme.
"Lo que finalmente hemos demostrado es que podemos hacerlo", dijo Porteus. "No está solo en la pizarra. Podemos tomar células madre de un paciente y corregir la mutación y mostrar que esas células madre se convierten en sangre rojacélulas que ya no producen hemoglobina falciforme "
Porteus dijo que en trabajos previos, él se enfocó en los genes de células falciformes con una tecnología de edición de genes más antigua, pero que la nueva tecnología CRISPR es más rápida y fácil de trabajar ". Pasamos media docena de años tratando de atacar el gen de la beta globinausando la tecnología anterior ", señaló, y agregó que dentro de una semana de probar CRISPR, tenían una herramienta de edición que funcionaba mucho mejor.
CRISPR es una combinación de una enzima que puede cortar una secuencia de ADN seleccionada y un "ARN guía" que lleva la enzima exactamente donde desea realizar el corte, en este caso, en la mutación de células falciformes. Una vez que el ADN mutadoSe ha eliminado la secuencia, otras herramientas pueden ayudar a pegar una copia de la secuencia normal.
El equipo de Porteus comenzó con células madre humanas de la sangre de pacientes con enfermedad de células falciformes, corrigió la mutación genética usando CRISPR y luego concentró las células madre humanas de modo que el 90 por ciento portaba el gen de células falciformes corregido. Las células madre son un particulartipo, llamadas células madre hematopoyéticas, que producen células sanguíneas. El equipo inyectó las células madre hematopoyéticas concentradas y corregidas en ratones jóvenes.
"Estas células madre tienen la propiedad de poder pasar del sistema sanguíneo a la médula ósea donde luego se instalan y comienzan a producir otras células sanguíneas", dijo Porteus. Cuando el equipo examinó la médula ósea de los ratones después16 semanas, las células madre corregidas estaban prosperando allí.
Los glóbulos rojos corregidos no necesitan reemplazar todas las células falciformes originales de un paciente, dijo Porteus. Si la proporción de células falciformes es inferior al 30 por ciento, los pacientes no tienen síntomas de enfermedad. Y las células corregidas tienen una ventaja de diez veces sobre las no corregidasLas células rojas de la sangre afectadas por células falciformes tienden a falciformes y mueren después de un promedio de solo 10 días. Por el contrario, las células corregidas viven la longitud de los glóbulos rojos normales, unos 120 días.las células corregidas superan rápidamente a las de las células no corregidas.
¿Es seguro?
Aunque la investigación en terapia génica ha logrado grandes avances en los últimos años, aún no se ha implementado ampliamente, y aún no se ha probado la seguridad o eficacia de los genes editados con CRISPR en ensayos clínicos en humanos. Ejemplos de problemas potenciales incluyen reacciones inmunes imprevistas oalterando la secuencia incorrecta de ADN - los llamados efectos fuera del objetivo. Los efectos de la edición de genes en general son imposibles de predecir.
Como dijo Porteus, "El consenso en el campo es que no hay una prueba que podamos hacer para demostrar que algo es seguro. No podemos simplemente decir, 'Oh, solo ejecuta esta prueba, y eso mostrará si esseguro o no. 'Esa prueba no existe ". En cambio, dijo, una serie de pruebas diferentes puede ofrecer algunas ideas sobre la seguridad potencial. Por ahora, Porteus y su equipo descubrieron que sus células madre hematopoyéticas humanas corregidas parecían comportarsecomo células madre hematopoyéticas humanas normales y sanas.
"Estamos entusiasmados por trabajar para eventualmente llevar este tipo de terapia a los pacientes", dijo Porteus. "Stanford está construyendo la infraestructura para que podamos tomar nuestro descubrimiento en el laboratorio y desarrollarlo para que podamos ampliar el proceso del laboratorio".a un proceso que será necesario para tratar a un paciente. Esperamos desarrollar todo el proceso aquí en Stanford ".
El trabajo del equipo es un ejemplo del enfoque de Stanford Medicine en la salud de precisión, cuyo objetivo es anticipar y prevenir enfermedades en los sanos y diagnosticar y tratar enfermedades en los enfermos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro médico de la Universidad de Stanford . Original escrito por Jennie Dusheck. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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