Modelado y rescate de la Retinosis Pigmentaria RP2 usando organoides de la retina derivados del iPSC

Modelado y rescate de la Retinosis Pigmentaria RP2 usando organoides de la retina derivados del iPSC

Los científicos han desarrollado un nuevo modelo de terapia genética que brinda una enorme posibilidad para tratar en el futuro una enfermedad ocular que lleva a la ceguera y afecta a miles de personas en todo el mundo.

Los investigadores del Trinity College de Dublín y del University College London (UCL) se unieron para poner en común sus conocimientos en genética, virología y oftalmología, iniciando así el camino hacia un nuevo tratamiento para un grupo de enfermedades oculares denominadas colectivamente retinosis pigmentaria (RP). Sus emocionantes resultados se publican en la revista líder, Stem Cell Reports.

La RP es un grupo de alteraciones genéticas raras que implican una disfunción y pérdida de células en la retina, que es el tejido sensible a la luz que recubre la parte posterior del ojo. Los síntomas comunes en las primeras etapas incluyen dificultad para ver de noche y una pérdida de la visión lateral (periférica), desarrollando a menudo la ceguera con el tiempo.

Las mutaciones RP2 causan una forma grave de retinosis pigmentaria ligada al cromosoma X (XLRP). El mecanismo de degeneración de la retina asociado a la RP2 en humanos no está claro, y los modelos animales de RP2 XLRP no recogen este grave fenotipo.  El knockout RP2 (RP2 KO) indujo a las células madre pluripotentes (CMPI) y a las CMPI derivadas de pacientes RP2 a producir organoides de retina en 3D como un modelo humano de la enfermedad retiniana.

Sorprendentemente, los organoides RP2 KO y RP2 derivados de pacientes mostraron un pico en la muerte de células fotorreceptoras de bastones en el día 150 (D150) con el subsiguiente adelgazamiento de la capa nuclear exterior organoide (ONL) por 180 días (D180) de cultivo. El gen asociado por un virus adeno-asociado rescató el fenotipo de degeneración de los organoides RP2 KO, para prevenir el adelgazamiento de la ONL y restaurar expresión de la rodopsina. En particular, estos datos muestran que los organoides retinianos tridimensionales pueden utilizarse para modelar la degeneración de los fotorreceptores y probar posibles terapias para prevenir la muerte de las células fotorreceptoras.

Los científicos saben desde hace tiempo que las mutaciones en el gen «RP2», responsable de la producción de una proteína esencial para la visión normal, están asociadas con las enfermedades de RP. Sin embargo, actualmente no hay terapias para tratar a las personas que viven con una serie de enfermedades llamadas RP.

El equipo de colaboradores que está detrás de esta nueva y emocionante investigación utilizó un virus común modificado para convertir una copia normal y funcional del gen RP2 en «mini retinas», que habían sido diseñadas a partir de células madre y que contenían la versión defectuosa del gen. Las «mini retinas» desarrolladas en la UCL simulaban la enfermedad RP2 en los pacientes.

Los análisis posteriores demostraron que estas mini retinas habían retomado con éxito el gen RP2 en funcionamiento después de la entrega viral y producían la proteína esencial asociada a él.

De manera determinante, las mini retinas tratadas han mostrado una mejora significativa, lo que subraya que el método las ha liberado de la RP.

Ciara Shortall, investigadora del doctorado en la Escuela de Genética y Microbiología de Trinity, es una de las principales autoras del estudio publicado.

Explicando la importancia del trabajo, dijo: «Durante los últimos 30 años se ha hablado mucho de las terapias genéticas y su potencial para tratar una enorme variedad de enfermedades y problemas incapacitantes, pero en realidad sólo recientemente la ciencia ha superado las dificultades asociadas a estos métodos y ha comenzado a acercarse mucho más a las posibles terapias.

«En términos relativos, ahora es bastante fácil sustituir los genes problemáticos por versiones funcionales que utilizan virus no dañinos, que es lo que hemos hecho en este caso. Y aunque todavía falta algo de tiempo y mucho trabajo para que se apruebe una terapia, es enormemente emocionante haber comenzado un viaje que podría algún día proporcionar un tratamiento eficaz para recuperar la visión».

El equipo de Trinity, dirigido por la profesora Jane Farrar, utilizó su experiencia en genética y creación de virus en el proceso, mientras que el equipo de UCL, dirigido por el profesor Michael Cheetham, tomó la iniciativa en la creación de las mini retinas utilizadas para probar la terapia genética.

El profesor Cheetham dijo: «Es un avance importante que ahora podamos reproducir tantos elementos de la enfermedad hereditaria usando estas mini-retinas. Nos permite estudiar en detalle por qué la gente se queda ciega y tratar de encontrar maneras de prevenir la ceguera. Es emocionante que la terapia genética resulte tan efectiva para esta forma de RP».

La investigación ocular en el Trinity College de Dublín está apoyada por el Consejo de Investigación Sanitaria de Irlanda, la Fundación Científica de Irlanda, Fighting Blindness Ireland y Health Research Charities Ireland.

Modelado y rescate de la Retinosis Pigmentaria RP2 usando organoides de la retina derivados del iPSC

Traducción: Asociación Mácula Retina.