Es la primera vez que los científicos editan específicamente la composición genética de un subconjunto especializado de células madre sanguíneas adultas que son la fuente de todas las células en la sangre y el sistema inmunitario.

El estudio de prueba de principio sugiere que la modificación eficiente de las células madre específicas podría reducir los costos de los tratamientos de edición de genes para los trastornos sanguíneos y otras enfermedades, al tiempo que disminuye los riesgos de efectos no deseados que pueden ocurrir con un enfoque menos discriminatorio.

"Al demostrar cómo este grupo selecto de células se puede editar de manera eficiente para un tipo de enfermedad, esperamos utilizar el mismo enfoque para afecciones como el VIH y algunos tipos de cáncer", dijo el autor principal, el Dr. Hans-Peter Kiem, director de Stem Programa de Terapia Celular y Genética y miembro de la División de Investigación Clínica en Fred Hutch.

"Apuntar a esta porción de células madre podría ayudar potencialmente a millones de personas con enfermedades de la sangre", dijo Kiem, quien ocupa el cargo de Presidente de la Familia Stephanus para Terapia Celular y Genética.

Para este estudio preclínico, que se espera que conduzca a ensayos en humanos, los investigadores seleccionaron un gen relacionado con la enfermedad de células falciformes y la beta-talasemia, que son causadas por un defecto genético en la forma en que se produce la hemoglobina. Otros estudios han demostrado que los síntomas se revierten reactivando una versión de hemoglobina que funciona durante el desarrollo fetal, pero luego se apaga en nuestros primeros cumpleaños.

Los investigadores de Fred Hutch utilizaron la edición del gen CRISPR-Cas9 para eliminar un fragmento de código genético que normalmente desactiva las proteínas de hemoglobina fetal. Recortar este ADN de control con CRISPR permite a los glóbulos rojos producir continuamente niveles elevados de hemoglobina fetal.

Las ediciones fueron llevadas a cabo de manera eficiente por las células objetivo: el 78% tomó las ediciones en la placa de laboratorio antes de ser infundidas. Una vez infundidas, las células editadas se asentaron ("injertaron"), multiplicaron y produjeron células sanguíneas, de las cuales el 30% contenía las ediciones. Esto dio como resultado hasta el 20% de los glóbulos rojos con hemoglobina fetal, el tipo de hemoglobina que revierte los síntomas de la enfermedad de células falciformes y la talasemia.

"No solo pudimos editar las células de manera eficiente, también demostramos que se injertan eficientemente a niveles altos, y esto nos da una gran esperanza de que podamos traducir esto en una terapia efectiva para las personas", dijo Kiem. "El veinte por ciento de los glóbulos rojos con hemoglobina fetal, lo que vimos con este método, estaría cerca de un nivel suficiente para revertir los síntomas de la enfermedad de células falciformes".

Los científicos también creen que llevar a cabo arreglos genéticos en el grupo más pequeño de células requerido para el beneficio terapéutico disminuirá las preocupaciones de seguridad y reducirá el riesgo de efectos fuera del objetivo.

"Dado que la tecnología CRISPR aún se encuentra en las primeras etapas de desarrollo, fue importante demostrar que nuestro enfoque es seguro. No encontramos mutaciones nocivas fuera del objetivo en las células editadas y actualmente estamos realizando estudios de seguimiento a largo plazo para verificar el ausencia de cualquier efecto no deseado ", dijo el primer autor, Dr. Olivier Humbert, científico del personal del Laboratorio Kiem.

Este fue el primer estudio en editar específicamente una pequeña población de células sanguíneas que el equipo de Kiem identificó en 2017 como el único responsable de regenerar toda la sangre y el sistema inmunitario. Su equipo distinguió este grupo selecto como células CD90, llamadas así por un marcador de proteína que las distingue del resto de las células madre sanguíneas (conocido por otro marcador de proteína, CD34).

Las propiedades de renovación automática de esta población de células madre los convierten en un poderoso candidato potencial para administrar la terapia génica porque pueden proporcionar la producción a largo plazo de estas células sanguíneas genéticamente modificadas y, por lo tanto, podrían curar una enfermedad durante toda la vida. Dado que representan solo el 5% de todas las células madre sanguíneas, atacarlas con maquinaria de edición de genes requeriría menos suministros y potencialmente sería menos costoso.

El Instituto Nacional del Corazón, la Sangre y los Pulmones de los Institutos Nacionales de Salud apoyó la investigación con el número de premio R01 HL136135.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Centro de Investigación del Cáncer Fred Hutchinson. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.