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Towards clinical translation of new gene targeting technologies for correcting inherited mutations and empowering adoptive immunotherapy of cancer

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Avances en las aplicaciones terapéuticas de la edición genética

Después de unos comienzos difíciles, la genoterapia ha resurgido con potentes técnicas de transferencia de genes que podrían ampliar sus aplicaciones, abarcando desde el tratamiento de inmunodeficiencias primarias al tratamiento del cáncer. Recientemente se ha incrementado el alcance de la ingeniería genética, pasando de la sustitución de genes a la edición genética dirigida empleando nucleasas trastocadas que permiten la modificación secuencial precisa de determinado locus de interés.

Investigación fundamental
Salud

Hacía mucho tiempo que se había fijado como meta la sustitución de genes defectuosos para remediar multitud de enfermedades discapacitantes o incluso mortales. En el caso concreto de los trastornos inmunitarios o hematológicos hereditarios, las células madre hematopoyéticas (CMH) modificadas genéticamente suponen un recurso idóneo para lograr correcciones a largo plazo, en virtud de la capacidad de estas células para renovarse y diferenciarse en una gama muy extensa de tipos de células especializadas. Además, el trasplante autólogo de CMH corregidas, en esencia, subsana las complicaciones inmunológicas de la terapia inmunodepresiva post-trasplante y por el rechazo de injertos. Hay indicios preclínicos y también ensayos clínicos iniciales que corroboran la seguridad y las ventajas de la genoterapia basada en CMH. Sin embargo, el uso de vectores integrativos semialeatorios aún podría generar consecuencias adversas, como una mutagénesis insercional o una expresión transgénica ectópica o desregulada. A su vez, esto podría desembocar en oncogénesis o en la eliminación de células modificadas, comprometiendo así la eficacia de la técnica. El proyecto SUPERSIST (Towards clinical translation of new gene targeting technologies for correcting inherited mutations and empowering adoptive immunotherapy of cancer), financiado con fondos europeos, pretendía subsanar estas limitaciones empleando tecnologías clave innovadoras para la dianización génica (gene targeting) ex vivo. Esta iniciativa tomó el relevo de otra iniciativa europea de gran éxito, llamada PERSIST, que proporcionó métodos avanzados de administración de genes CMH para aplicar una genoterapia segura y efectiva contra varias enfermedades humanas. Corrección endógena del gen defectuoso Curiosamente, el planteamiento de SUPERSIST consistía en accionar los mecanismos endógenos de reparación celular para corregir o inactivar genes mutados. Con este fin, los investigadores emplearon endonucleasas de dedos de zinc (ZFN), endonucleasas efectoras tipo activadores transcripcionales (TALENs) y de otras clases, modificadas para reconocer y cortar el gen mutado, despertando el mecanismo de recombinación homóloga. Las enzimas se administraron ex vivo transitoriamente a CMH con una plantilla para realizar la edición deseada y el gen diana se modificó y transformó satisfactoriamente en una versión nueva. Según explican desde el consorcio, «el método aplicado presenta la ventaja de recuperar la función del gen y también su control de la expresión fisiológica. Además, la mayoría de mutaciones que provocan enfermedades y afectan al locus genético —incluidas las deleciones— pueden tratarse con las mismas nucleasas modificadas». Las posibilidades terapéuticas de la técnica de edición genómica de SUPERSIST quedaron demostradas interviniendo en el gen de IL2RG (cadena gamma del receptor de IL-2), componente fundamental de muchos receptores de interleucina involucrados en la función del sistema inmunitario, que presenta defectos en una forma severa de inmunodeficiencia primaria. Cuando se trasplantaron CMH editadas genéticamente a ratones, sostuvieron una hematopoyesis normal y generaron células linfoides funcionales. Inmunoterapia contra el cáncer Con los años se han ampliado las aplicaciones posibles de la genoterapia, entre ellas el tratamiento del cáncer, principalmente mediante la activación de las respuestas inmunitarias contra esta enfermedad. Una de las técnicas pasa por modificar genéticamente linfocitos T para que destruyan células cancerosas mediante la transferencia de receptores de linfocitos T (TCR) específicos para el cáncer que reconocen antígenos de éste. Sin embargo, este método tuvo una eficacia clínica limitada, quizás por producirse una competencia con los TCR endógenos, incrementando así el riesgo de generar una especificidad nueva impredecible, al producirse desajustes entre las cadenas de TCR exógenos y endógenos. Según informó el coordinador del proyecto, el profesor Luigi Naldini, «para sortear estos escollos, el consorcio de SUPERSIST efectuó simultáneamente un knockout de los endógenos y una introducción de genes de TCR específicos de tumores». Viendo los resultados clínicos de este método, perfeccionaron el protocolo y comprobaron su validez en modelos preclínicos. Tras su infusión en ratones con tumores, los linfocitos T editados genéticamente eliminaron el tumor de manera segura, sin efectos adversos, y presentaron un fenotipo de linfocitos T de memoria temprana que permitía su persistencia a largo plazo después del trasplante. Los socios creen que «con el apoyo de las pymes colaboradoras, podrán ampliar la escala de los protocolos optimizados de dianización génica para realizar pruebas clínicas». En suma, los resultados de SUPERSIST en cuanto al método de edición genética dirigida conducirán a estrategias de genoterapia más precisas y fiables. A su vez, ello ampliará sus aplicaciones más allá de los trastornos hereditarios, por ejemplo para la terapia con linfocitos T adoptivos, un método que cobra fuerza en el tratamiento del cáncer.

Palabras clave

Edición genética, genoterapia, SUPERSIST, nucleasas artificiales, vectores lentivirales, cáncer, inmunodeficiencia primaria

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