La terapia génica para la enfermedad de células falciformes se acerca más

Los investigadores han encontrado una forma de reparar el gen defectuoso que causa la enfermedad de células falciformes, que sugieren es un importante paso adelante en la búsqueda de una terapia génica viable.
Los investigadores sugieren que su estudio, donde utilizaron la edición de genes CRISPR para reparar una tira defectuosa de ADN, es una prueba del concepto de que el enfoque puede reparar la anemia drepanocítica y otras enfermedades genéticas transmitidas por la sangre.

En un estudio publicado en Naturaleza, informan de cómo, utilizando la herramienta de edición de genes CRISPR, corrigieron el gen en células madre de pacientes enfermos y demostraron que podían producir glóbulos rojos capaces de producir hemoglobina en funcionamiento. También trasplantaron las células madre en ratones y los encontraron prosperando en su médula ósea meses después.

La anemia drepanocítica es un grupo de trastornos hereditarios en los que los glóbulos rojos forman formas anormales, duras y pegajosas, en forma de media luna o en forma de hoz en lugar de formas normales, flexibles y en forma de disco.

Los glóbulos rojos falciformes se adhieren a las paredes de los vasos y causan obstrucciones, ralentizando el flujo de sangre y deteniendo el oxígeno que llega a los tejidos cercanos. Esto puede causar dolor y daño a los tejidos y órganos. Además, las células falciformes mueren más rápido que los glóbulos rojos normales, aumentando el riesgo de anemia, que también puede dañar los órganos.

La enfermedad es causada por una única mutación en un gen que codifica una cadena de proteína en la hemoglobina, la molécula en los glóbulos rojos que transporta oxígeno. La hemoglobina defectuosa forma varillas rígidas dentro del glóbulo rojo, por lo que tiene forma de media luna.

La enfermedad de células falciformes afecta a millones de personas en todo el mundo. Se desconoce el número de estadounidenses que viven con él, pero las estimaciones sugieren que es alrededor de 100.000.

Los niños que nacen con la enfermedad de células falciformes en los países de altos ingresos generalmente sobreviven y pueden vivir vidas plenas y disfrutar de la mayoría de las actividades que hacen otras personas. Sin embargo, en los países de bajos ingresos, los niños que nacen con la enfermedad generalmente mueren antes de llegar a su quinto cumpleaños.

Terapia génica y la promesa de CRISPR

Desde sus inicios en la década de 1980, la terapia genética ha sido un santo grial entre los investigadores que buscan formas de curar o tratar los trastornos genéticos.

CRISPR es una herramienta de edición de genes relativamente nueva que se dice que "desencadenó una revolución en la ingeniería del genoma dentro de los sistemas vivos". Los investigadores prefieren CRISPR a métodos más antiguos porque es más fácil y más rápido.

La técnica es un tipo de tijera molecular que corta tiras defectuosas de ADN para que puedan ser reemplazadas con versiones corregidas utilizando otras herramientas.

Matthew H. Porteus, profesor asociado de pediatría en la Universidad de Stanford, California, y autor principal del nuevo estudio, ha estado probando maneras de atacar los genes de células falciformes con la tecnología de edición de genes durante varios años.

Él dice que con la nueva tecnología CRISPR, pueden trabajar mucho más rápido y de manera más efectiva, reduciendo significativamente el tiempo de los experimentos.

"Pasamos media docena de años tratando de apuntar al gen de la beta globina usando la tecnología anterior", señala, y agrega que una semana después de probar CRISPR, tenían una herramienta de edición de genes que era mucho mejor.

Para su nuevo estudio, el Prof. Porteus y su equipo tomaron células madre hematopoyéticas de la sangre de pacientes con enfermedad de células falciformes y corrigieron el gen defectuoso utilizando CRISPR para eliminar una tira de ADN y un virus para insertar la versión correcta. Las células madre hematopoyéticas son células madre que producen células sanguíneas.

Concentraron las células madre hematopoyéticas humanas de modo que el 90 por ciento portaba el gen de la célula falciforme corregida y luego las inyectaba en ratones jóvenes.

Prueba de concepto de que la edición genética puede reparar la drepanocitosis

El profesor Porteus dice que las células madre hematopoyéticas tienen la capacidad de viajar desde el torrente sanguíneo a la médula ósea, donde luego "establecen una tienda y comienzan a producir otras células sanguíneas".

Dieciséis semanas después del trasplante, los investigadores encontraron que las células madre estaban prosperando en la médula ósea de los ratones.

Una terapia génica para la enfermedad de células falciformes no tendría que reemplazar todas las células falciformes del paciente, explica el Prof. Porteus. Solo necesitas una cantidad suficiente de células normales. Los pacientes cuyas células falciformes están por debajo del 30 por ciento no muestran síntomas de enfermedad.

Los investigadores ahora necesitan llevar a cabo su descubrimiento a través de una serie de pruebas para que puedan investigar los aspectos de seguridad de la nueva herramienta de edición de genes.

Esto no va a ser una hazaña: ningún gen editado por CRISPR ha sido probado para determinar su seguridad o eficacia en ensayos clínicos en humanos. Un desafío particular es cómo superar los posibles efectos llamados "fuera del objetivo", donde las tijeras moleculares cortan accidentalmente la pieza incorrecta de ADN.

El Prof. Porteus dice que Stanford está construyendo la infraestructura para que puedan comenzar a sacar sus hallazgos del laboratorio y ampliarlos hasta los tipos de sistemas que se necesitarán para crear terapia génica para los pacientes.

Por ahora, él y su equipo pueden decir que sus células madre hematopoyéticas humanas editadas por genes parecen comportarse como células madre hematopoyéticas humanas normales y sanas.

Sugieren que sus hallazgos son una prueba de concepto de que el uso de la edición genética puede reparar la anemia drepanocítica y otras enfermedades genéticas transmitidas por la sangre, como la talasemia.

"Lo que finalmente demostramos es que podemos hacerlo. No solo está en la pizarra. Podemos tomar células madre de un paciente y corregir la mutación y mostrar que esas células madre se convierten en glóbulos rojos que ya no producen hemoglobina falciforme "

Prof. Matthew Porteus

Conozca un nuevo dispositivo que monitorea el progreso de la anemia drepanocítica midiendo la rigidez y la pegajosidad de los glóbulos rojos.

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