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Potencial enfoque terapéutico para la anemia de Fanconi tema de una nueva tesis doctoral

 

18/01/2016

Biología y biomedicina

El pasado día 14 de diciembre, Begoña Díez Cabezas, miembro de la Unidad de Terapias Innovadoras en el Sistema Hematopoyético del CIEMAT, defendió su tesis doctoral. Ésta fue dirigida por los doctores Paula Río y Juan A. Bueren  y tenía como título: Gene editing in Hematopoietic Stem Cells: a potential therapeutic approach for Fanconi anemia (Edición génica en células madre hematopoyéticas: un potencial enfoque terapéutico para la anemia de Fanconi). El acto tuvo lugar en la sala de grados de la facultad de Biología de la Universidad Autónoma de Madrid, y la nueva doctora obtuvo la calificación de Sobresaliente  cum laude.

 
 

La tesis versaba sobre la posibilidad de corregir el defecto genético en los progenitores hematopoyéticos de los pacientes con anemia de Fanconi (AF) mediante terapia génica de edición. La terapia génica consiste en la introducción de una copia correcta del gen causante de una determinada enfermedad en las células de los pacientes afectados. Sin embargo, la terapia génica convencional no permite controlar el lugar de inserción de dicho gen, lo que puede generar fenómenos de mutagénesis insercional que en última instancia pueden desembocar en fenómenos de tumorogénesis, (formación de tumores) como los que ocurrieron en los primeros ensayos de terapia génica con los vectores de primera generación. Aunque con los nuevos vectores de terapia génica no se ha observado ningún fenómeno de este tipo, la terapia génica de edición va un paso más allá para incrementar la seguridad del proceso. Mediante este tipo de terapia podemos controlar el sitio del genoma en el que tendrá lugar la inserción del gen terapéutico. La terapia génica de edición se basa en el uso de unas enzimas denominadas nucleasas, que generan un corte en la doble cadena de ADN en un lugar específico del genoma. Gracias a ello, y a la  presencia de un vector donador que porta el gen terapéutico, se favorece la incorporación de éste en el lugar específico del genoma.

  

La tesis defendida por Begoña Díez propone un nuevo procedimiento para tratar células madre hematopoyéticas de pacientes con anemia de Fanconi con este tipo de terapias. En este caso el protocolo se basa en la transducción con vectores lentivirales defectivos en integración que portan el donador, seguido de la nucleofección de las células con un tipo específico de nucleasas, las nucleasas de dedos de zinc (ZFNs, del inglés zinc finger nucleases) utilizadas como ARNm (Ácido Ribonucleico mensajero). Estas ZFNs son específicas para un lugar concreto del genoma, el locus AAVS1, que está considerado como un sitio seguro en el que la integración de genes no genera ninguna alteración en la funcionalidad ni especificidad de las células. Esta nueva aproximación experimental se ensayó en primer lugar  en líneas celulares linfoblastoides (LCLs) y células madre hematopoyéticas (CMHs) caracterizadas por la expresión del antígeno CD34+ en la membrana celular. Inicialmente se emplearon células de donantes sanos, con el objetivo final de corregir mediante terapia génica de edición los progenitores hematopoyéticos de pacientes con anemia de Fanconi del subtipo A (AF-A). Utilizando un vector donador control que lleva el gen marcador GFP se logró una eficiencia media de corrección génica dirigida en células CD34+ de donantes sanos del 9,43%. Por otra parte, se confirmó que la edición génica también es eficaz en CMHs multipotentes con capacidad de repoblación a largo plazo en ratones inmunodeficientes, que son las verdaderas dianas de la terapia génica, por lo que con este tipo de aproximación y este protocolo concreto conseguimos modificar las células que, trasplantándolas en un paciente, pueden regenerar su médula ósea.

  

Además, mediante el uso de un vector donador terapéutico, portador del gen FANCA que es el más frecuentemente mutado en pacientes con AF, se pudo demostrar la corrección de dos características fenotípicas concretas de LCLs de pacientes con AF-A mediante edición génica, que se confirmó por la formación de focos de reparación de FANCD2 y la reversión de la sensibilidad de estas células frente a un agente entrecruzante del ADN, tal como mitomicina C (MMC). Por último, se demostró que este protocolo de edición génica también permite, aunque con menor eficacia, la inserción del gen terapéutico en progenitores hematopoyéticos de pacientes con AF-A, permitiendo así la reversión parcial de su sensibilidad a MMC.

  

En este estudio se demuestra, por primera vez, que la terapia génica de edición en el locus seguro AAVS1 es factible en las células hematopoyéticas, incluyendo progenitores hematopoyéticos primarios, de pacientes con anemia de Fanconi del subtipo A, abriendo nuevas perspectivas para la terapia génica dirigida de esta enfermedad, así como de otras enfermedades monogénicas del sistema hematopoyético.

    

Fotografía.  Colonias de células hematopoyéticas al microscopio en las que se puede ver que las células han incorporado el gen marcador GFP mediante el protocolo de terapia génica de edición propuesto (y por eso son verdes).

  
Potencial enfoque terapéutico para la anemia de Fanconi tema de una nueva tesis doctoral Potencial enfoque terapéutico para la anemia de Fanconi tema de una nueva tesis doctoral