Investigadores de la Columbia University Medical Center (CUMC), han creado una forma de desarrollar terapias genéticas personalizadas para los pacientes con retinosis pigmentaria (RP), una de las principales causas de pérdida de visión. El método, el primero de su tipo, aprovecha la tecnología de células madre inducidas (iPS) pluripotentes para transformar células de la piel en células de la retina, que luego se utilizan como modelo específico del paciente para el estudio de la enfermedad y las pruebas preclínicas.

Con el uso de este método, los investigadores dirigidos por Stephen H. Tsang, MD, PhD, demostraron que una forma de RP causada por mutaciones en el gen MFRP (proteína de la membrana relacionada con una famila de proteínas de Receptores acoplados a proteínas G,2 que sirve como receptor en la ruta de señalización Wnt y otras rutas de señalización) altera la proteína que da a las células de la retina su integridad estructural. También demostraron que los efectos de estas mutaciones pueden ser revertidos con terapia génica. El método podría ser utilizado para crear terapias personalizadas para otras formas de RP, así como otras enfermedades genéticas. El trabajo fue publicado recientemente en la edición digital de Molecular Therapy, la revista oficial de la American Society for Gene & Cell Therapy.

“El uso de líneas celulares específicas para cada paciente para probar la eficacia de la terapia génica para corregir precisamente la deficiencia genética de un paciente proporciona otra herramienta para avanzar en el campo de la medicina personalizada”, dijo el Dr. Tsang, profesor Asociado de Oftalmología y profesor asociado de patología y biología celular.

Aunque la RP puede comenzar durante la infancia, los primeros síntomas suelen aparecer en la edad adulta temprana, comenzando con la ceguera nocturna. A medida que la enfermedad progresa, las personas afectadas pierden la visión periférica. En etapas posteriores, la RP destruye los fotorreceptores en la mácula, que es la responsable de la visión central fina. Se estima que la RP afecta por lo menos a 75.000 personas en los Estados Unidos y a 1,5 millones en todo el mundo.

Más de 60 genes diferentes se han relacionado con la RP, lo que hace difícil el desarrollo de modelos para estudiar la enfermedad. Los modelos animales, aunque útiles, tienen limitaciones importantes debido a las diferencias entre especies. Los investigadores también utilizan las células de la retina humana de los bancos de ojos para estudiar la RP. Como estas células reflejan la etapa final del proceso de la enfermedad, sin embargo, revelan poco acerca de cómo se desarrolla la enfermedad. No hay modelos de cultivo de tejidos humanos de RP, y sería peligroso cultivar las células de la retina de los pacientes. Por último, las células madre embrionarias humanas podrían ser útiles en la investigación de la RP, pero entrañan problemas éticos, legales y técnicos.

El uso de la tecnología iPS ofrece una forma de evitar estas limitaciones y preocupaciones. Los investigadores pueden inducir las propias células de la piel del paciente para volver a un estado más básico, células madre embrionarias de células similares. Tales células son “pluripotentes,” lo que significa que se pueden transformar en células especializadas de diversos tipos.

En el estudio actual, el equipo de la CUMC utiliza la tecnología IPS para transformar células de la piel tomadas de dos pacientes, cada uno con una mutación diferente MFRP de RP en las células de la retina, creando modelos específicos de pacientes para el estudio de la enfermedad y probar posibles terapias.

Mediante el análisis de estas células, los investigadores encontraron que el efecto primario de las mutaciones MFRP es interrumpir la regulación de la actina, la proteína que compone el citoesqueleto, el andamiaje que da a la célula su integridad estructural. “Normalmente, el citoesqueleto se parece a una serie de hexágonos conectados,” dijo el Dr. Tsang. “Si una célula pierde esta estructura, pierde su capacidad de funcionamiento.”

Los investigadores también descubrieron que el MFRP trabaja en colaboración con otro gen, el CTRP5 , y que es necesario un equilibrio entre los dos genes para la regulación normal de la actina.

En la siguiente fase del estudio, el equipo de la CUMC utilizó  virus adeno-asociados (AAV) para introducir copias normales del MFRP en las células de la retina derivadas de iPS, restaurando con éxito la función de las células. Los investigadores también utilizaron la terapia génica para “rescatar” ratones con RP debida a mutaciones MFRP. Según el Dr. Tsang, los ratones mostraron una mejoría a largo plazo en la función visual y en la restauración de la cantidad de fotorreceptores.

“Este estudio proporciona tanto in vitro como in vivo pruebas de que la pérdida de la visión causada por las mutaciones MFRP  potencialmente podría ser tratada a través de la terapia génica con AAV”, dijo el coautor Dieter Egli, PhD, un profesor asistente de desarrollo de biología celular (pediatríco) en la CUMC, que también está vinculado con la New York Stem Cell Foundation.

El Dr. Tsang piensa que este enfoque también se podría utilizar para estudiar otras formas de RP. “A través de los estudios de secuenciación del genoma, cientos de nuevos errores genéticos se han asociado con la enfermedad,” dijo. “Pero hasta ahora, hemos tenido muy pocas caminos para descubrir si en realidad causan la enfermedad. En principio, las células iPS pueden ayudar a determinar si estos genes son, de hecho, la causa de la RP, a entender su función y, en última instancia, a desarrollar tratamientos personalizados”.

Imagen: Imágenes de retinas normales (arriba) y enfermas. Los pacientes con mutaciones MFRP (membrane frizzled-related protein gene mutation), una causa de la retinosis pigmentaria, pierden la función de la mayoría de las células de la retina, sobre todo en la periferia de la retina, lo que les deja con la visión reducida drásticamente. Una terapia génica personalizada, utilizando células iPS, puede ofrecer una manera de corregir este trastorno genético. Haga clic aquí para la versión animada  (Crédito de la imagen: Laboratorio de Stephen H. Tsang, MD, PhD / Columbia University Medical Center)

Traducción: Asociación MÁCULA RETINA.  https://www.facebook.com/macularetina

 

Web Relacionada