Investigadores del Harvard Stem Cell Institute (HSCI) de los hospitales Massachusetts General (MGH) y Boston Children's (BCH) han utilizado por primera vez una técnica de edición genética relativamente nueva para crear lo que podría resultar una técnica eficaz para impedir que el VIH invada y destruya el sistema inmunitario de los pacientes.
Se trata del primer informe publicado de un grupo que utiliza la tecnología CRISPR Cas -acrónimo de células activadas por repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente interespaciadas- para editar con eficacia y precisión genes clínicamente relevantes de células recogidas directamente de personas, en este caso células madre hematopoyéticas y células T humanas.
Aunque los investigadores creen que este nuevo enfoque de la terapia del VIH podría estar listo para los ensayos de seguridad en humanos en menos de cinco años, ellos mismos ofrecieron tres fuertes puntos de precaución: La primera y más obvia es que podrían encontrarse con complicaciones inesperadas; la segunda es que la historia de la epidemia de VIH/SIDA está plagada de "curas" que resultaron no serlo; y, por último, aunque este nuevo enfoque funcione a la perfección, requerirá un desarrollo adicional para ser aplicable en las zonas del mundo más castigadas por la epidemia.
El trabajo, dirigido por Chad Cowan y Derrick Rossi, profesores asociados del Departamento de Células Madre y Biología Regenerativa de Harvard, aparece en la portada de la revista Cell Stem Cell.
El VIH se dirige específicamente a las células T, que constituyen una parte principal del sistema inmunitario basado en la sangre, y entra a través de un receptor genético denominado CCR5 que sirve de puerta de entrada a las células. Una vez dentro de las células T, el VIH se replica y destruye las células huésped, dejando a los pacientes a merced de una serie de infecciones oportunistas.
Utilizando la tecnología de edición genética CRISPR Cas, los equipos de Cowan y Rossi eliminaron el receptor CCR5 de las células madre sanguíneas y demostraron que podían dar lugar a células sanguíneas diferenciadas que no tuvieran CCR5. En teoría, estas células madre modificadas genéticamente podrían introducirse en pacientes con VIH a través de un trasplante de médula ósea, el procedimiento utilizado para trasplantar células madre sanguíneas en pacientes con leucemia, para dar lugar a sistemas inmunitarios resistentes al VIH.
"Hemos demostrado que se puede eliminar el CCR5 de forma muy eficaz, que las células siguen siendo funcionales y que hemos realizado un análisis de secuenciación muy, muy profundo para demostrar que no había mutaciones no deseadas, por lo que parece ser seguro", afirmó Cowan. Añadió que "obviamente queda mucho trabajo por hacer".
"El siguiente paso son los ensayos con animales en colaboración con el Instituto Ragon del Mass. General", explica Cowan. "Hay excelentes modelos de ratón a los que se puede dotar de un sistema inmunitario humano y luego infectarlos con el VIH. Podemos administrar nuestras células a los ratones y ver si están protegidos contra el VIH". Una vez completados esos estudios, y si tienen éxito y no surgen complicaciones, el siguiente paso sería solicitar a la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE.UU. la puesta en marcha de los ensayos de fase 1 en humanos, que están diseñados únicamente para probar la seguridad de los nuevos tratamientos. Cowan afirmó que es demasiado pronto para predecir cuándo podrían iniciarse tales ensayos.
David Scadden, hematólogo y oncólogo, codirector del HSCI y director del Centro de Medicina Regenerativa del MGH, calificó el nuevo trabajo como "un primer paso tremendo en la edición de lo que hace que las células humanas sean vulnerables al VIH. Hace posible la idea de que las propias células inmunitarias de una persona puedan atacar al VIH sin ser susceptibles a él. Como se ha hecho con células madre, todo el sistema inmunitario puede combatir el virus de forma duradera. Es un concepto poderoso.
"Se trata de algo que debemos perseguir hasta llegar a la clínica", afirmó Scadden, que también es copresidente de la SCRB. Señaló que "serán necesarios estudios relacionados para mejorar la seguridad y la facilidad del trasplante de células madre a fin de llevar este trabajo a un amplio grupo de pacientes, pero una generosa donación de un filántropo del MGH ha reunido a los equipos de edición genética y de trasplante de células madre para lograr precisamente eso."
Lo que hace que este trabajo sea especialmente prometedor es que puede crear una forma de hacer para un gran número de pacientes lo que se hizo con Timothy Ray Brown, el "paciente de Berlín". Los médicos de Berlín sometieron a Brown, que padecía VIH/SIDA y leucemia, a un trasplante de médula ósea extraída de una persona con un raro defecto genético que la dejaba libre del receptor CCR5. Durante los seis años transcurridos desde que recibió el trasplante, Brown ha estado libre del VIH y se cree que es el único paciente que se ha "curado" del VIH/SIDA. Si tiene éxito, el tratamiento de edición genética del VIH propuesto por Cowan y Rossi podría conseguir lo mismo.
Cowan dijo que el experimento era típico del trabajo realizado en el HSCI. El grupo del biólogo de células madre acababa de "empezar a jugar con el sistema CRISPR, y yo estaba hablando con Derrick, que es un experto en células madre hematopoyéticas, y decidimos que debíamos probar esto". Así que Cowan y su grupo realizaron la edición genética en células T, mientras que el grupo de Rossi se centró en las células madre hematopoyéticas.
"CRISPR se ha utilizado mucho durante casi dos años, y un informe tras otro señalan una gran eficacia en la línea celular A o la línea celular B. Nadie había informado aún sobre la eficacia o utilidad de CRISPR en células madre sanguíneas primarias", dijo Rossi, cuyo laboratorio está en el Programa de Medicina Celular y Molecular del Hospital Infantil de Boston. "Pero la mayoría de los investigadores están de acuerdo en que la sangre será el primer tejido objetivo de las terapias basadas en la edición genética. Se pueden extraer células madre hematopoyéticas de un paciente, editarlas y volver a trasplantarlas".
En su artículo Cell Stem Cell, Rossi y Cowan demostraron que podían eliminar β2M de las células T y CCR5 de las células madre/progenitoras hematopoyéticas (HSPC) de forma eficaz, predecible y precisa. Además, demostraron que las HSPC editadas podían producir la cartera normal de células sanguíneas e inmunitarias.
La pareja también abordó las dudas sobre la exactitud de CRISPR.
"Ha habido un par de artículos que sugieren que CRISPR tiene una elevada actividad fuera del objetivo", explicó Rossi. "Decidimos probar su precisión en células madre primarias hematopoyéticas en seis condiciones experimentales distintas".
El equipo secuenció en profundidad (una media de 3.400 pases de secuenciación, en comparación con los 50 que se suelen utilizar para la secuenciación del genoma completo) los sitios del genoma que podrían confundir al CRISPR cuando intentara editar el CCR5 de las HSPC. Descubrieron que el riesgo de que el sistema realizara cortes aberrantes era nulo. Al mismo tiempo, el objetivo de CCR5 era extraordinariamente alto. "Estos resultados aportan pruebas preclínicas de que la versión 1.0 de CRISPR, cuando se utiliza con criterio en células madre hematopoyéticas, podría estar pronto lista para los pacientes", afirmó Rossi.
Fecha: 10 de noviembre de 2014
Fuente: Universidad de Harvard
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