Las herramientas CRISPR se preparan para el examen de los ensayos clínicos

Las nuevas estrategias de corrección genética revolucionan la investigación y el desarrollo de tratamientos en las enfermedades raras; los primeros estudios clínicos con modificación ‘ex vivo' están próximos; para la administración ‘in vivo' en pacientes aún hay que afianzar la seguridad.

Sonia Moreno | 29/01/2018 00:00

Matthew Porteus, Lluís Montoliu, Shengdar Tsai, Francisco J. Mojica y Marc Güell, en el simposio internacional organizado por la Fundación Ramón Areces y el CiberER. (José Luis Pindado)

La corrección génica ha alcanzado un grado de viabilidad y versatilidad insospechado hace pocos años gracias a la tecnología CRISPR-Cas9. Basadas en el sistema CRISPR, una estrategia inmune adaptativa de los microorganismos, estas herramientas tienen gran impacto tanto en la investigación como en el desarrollo de tratamientos para las enfermedades raras. Algunos de los científicos más activos en este campo se han reunido en un simposio internacional en Madrid, orquestado por Lluís Montoliu, del Centro Nacional de Biotecnología. El encuentro -organizado por el Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras (CiberER) y la Fundación Ramón Areces- ha contado con el artífice de CRISPR, el microbiólogo Francisco J. Mojica, de la Universidad de Alicante, junto a investigadores y clínicos que las emplean en modelos celulares o animales de enfermedad, e incluso que ya planean inminentes ensayos clínicos. También, en una sesión fundamental, los bioéticos han aportado su visión sobre la utilización en animales y en el contexto clínico.

En la investigación preclínica, Montoliu asegura que CRISPR "nos ha cambiado la vida. Nos permite generar las mismas mutaciones que hemos diagnosticado previamente en los pacientes: Así, disponemos de ratones avatares de los enfermos: modelos no ya de una patología, sino de un enfermo, lo que facilita el estudio de los potenciales tratamientos", como han reflejado sus trabajos en el albinismo.

Más cercanas a la clínica, las investigaciones realizadas por Pietro Genovese, del Instituto San Rafael Telethon de Terapia Génica (HSR-Tiget), en Milán, y por Mattheu Porteus, de la Universidad de Stanford, en California, aportan datos robustos para iniciar ensayos clínicos en determinadas enfermedades hematológicas raras. Parte de la presentación de Genovese se centró en los protocolos de edición génica que han desarrollado para abordar un tipo de inmunodeficiencia combinada grave (SCID, por sus siglas inglesas); en concreto, Genovese y sus colegas científicos, bajo la dirección del pionero en terapia génica Luigi Naldini, se han centrado en la SCID más frecuente, la que está ligada a una mutación en el gen IL2RG, del cromosoma X (SCID-X). Este síndrome produce un fallo tanto de la inmunidad humoral como de la celular, comprometiendo la vida del paciente. Los investigadores italianos han diseñado un modelo de ratón de la enfermedad con una versión humana de la mutación en IL2GR, donde han mostrado la posibilidad de reconstituir el sistema inmune transfiriendo células madre hematopoyéticas corregidas mediante dos plataformas: la basada en nucleasas con dedos de zinc (ZFN) y CRISPR-Cas9.

Protocolo a punto

Al injertar las células editadas en los ratones inmunodeficientes, consiguieron repoblar los linfocitos T y B y, por tanto, la capacidad de defensa de los animales ante las infecciones. Esos experimentos han puesto a punto un régimen pretrasplante que incluye un régimen mieloablativo y establece el umbral de células madre editadas necesario en la dosis de trasplante para alcanzar la reconstitución del sistema inmune.

También para abordar la SCID, así como la anemia drepanocítica, el hematólogo y pediatra Matthew Porteus ha expuesto excelentes resultados; sus estudios más avanzados se ocupan de la anemia falciforme, donde han logrado editar con éxito entre el 40 y 80 por ciento de las células afectas, dotándolas de su capacidad para generar hemoglobina normal. Ya han trasladado esa información a la agencia reguladora estadounidense FDA en espera de obtener luz verde para iniciar ensayos clínicos a finales de año o principios del siguiente. Al igual que el grupo de Milán, los de Stanford han optimizado los protocolos de laboratorio para aumentar el número de células que pueden modificarse en cada proceso y tendrán que aportar más pruebas a la agencia con las que despejar dudas sobre la seguridad de la técnica de edición.

Inmunidad prexistente

Precisamente sobre eventuales debilidades en la seguridad de las herramientas CRISPR-Cas9, Porteus es autor de un reciente estudio que ha tenido bastante eco en la comunidad científica. "Es un trabajo publicado en la plataforma sin revisión formal biorXiv", advierte a DM, antes de enunciar que la investigación desvela la posibilidad de que muchas personas presenten inmunidad previa a CRISPR-Cas9.

"Las proteínas Cas9 proceden de bacterias con las que conviven habitualmente los humanos, ya sea generando o no enfermedades, por lo que parece que la mayoría han desarrollado anticuerpos frente a esas proteínas. En este estudio piloto nos hemos centrado en dos versiones de Cas9, una procede de Staphylococcus aureus y otra de Streptococcus pyogenes. Vimos que un 46 por ciento de los adultos sanos analizados tenían linfocitos T frente a la proteína Cas9 del estafilococo; no detectamos ninguno frente al estreptococo, lo que no significa necesariamente que no haya".

Más allá de la inmunidad preexistente, para Porteus este trabajo pone el foco sobre la inmunogenicidad de la tecnología CRISPR -la administración de proteínas bacterianas de forma repetida a un enfermo podría despertar reacciones indeseadas en su sistema inmune-, un elemento que no es nuevo para los especialistas, y sobre el que habrá que investigar con más ahínco. "Si empleas estas herramientas ex vivo no se plantea ningún problema, pero antes de utilizarlas in vivo hay que pensar bien en su impacto en el sistema inmune. Una posible solución, no digo que sea la mejor, es recurrir a la inmunosupresión, como hacemos en los trasplantes. Otra posibilidad es modificar la proteína Cas9 o encontrar otras alternativas. De hecho, ahora mismo me consta que hay muchos grupos volcados en eso".

"Volvemos al principio. De nuevo estamos en manos de los microbiólogos moleculares, como Francis [Mojica], que fueron los que dieron pie a las actuales herramientas CRISPR", comenta Montoliu. El aludido se muestra optimista: "Lo bueno es que tenemos tal variedad y diversidad de microorganismos que podremos sacar nuevas herramientas del cajón. Esto no ha hecho más que empezar". Se estima que casi la mitad de las bacterias pueden tener el sistema CRISPR-Cas y alrededor del 80 por ciento de las arqueas. Las proteínas Cas9 son una opción entre muchas. Por ejemplo, en la edición de plantas está más extendido el uso de la proteína Cpc1.

También se están ideando fórmulas para optimizar la eficiencia de la corrección del ADN, con lo que evitar el mosaicismo genético. Con un buen desarrollo bioinformático -como el programa Breaking-Cas diseñado por Juan Carlos Oliveros, del CNB- se pueden dirigir con gran precisión las proteínas Cas9 al lugar deseado, minimizando así el riesgo de llegar a secuencias no deseadas; no obstante, el mecanismo de reparación resulta aún variable.
Xenotrasplante

El contratiempo de la inmunidad es una muestra más de que la ciencia no se mueve en línea recta, sino que avanza zigzagueante e incluso a veces retrocede antes de dar un nuevo paso. Así lo hemos visto en la investigación en terapia génica, con sus tropiezos iniciales, y también en las décadas en pos del xenotrasplante. CRISPR ha revitalizado este último campo con estudios como los de Marc Güell en el laboratorio del genetista George Church, de la Universidad de Harvard. "Empleamos CRISPR/ Cas9 para eliminar del genoma de cerdos los retrovirus endógenos. Combinado con la técnica de transferencia nuclear somática,obtenemos embriones porcinos limpios de esos virus", resume Güell. De esta forma, ya han alcanzado en monos una supervivencia de dos años tras un xenotrasplante renal, "aunque todavía con una inmunosupresión alta", reconoce.

Güell continuará colaborando con ese proyecto, que está desarrollando la compañía eGenesis, en Boston, pero ahora también se muestra ilusionado con los trabajos del laboratorio que acaba de poner en marcha en la Universidad Pompeu Fabra, en Barcelona. "Tenemos dos líneas principales: diseñar plataformas virales para corregir alelos que sean más seguras y eficientes, y editar el metagenoma, el microbioma que convive en nuestro organismo; en especial, nos centraremos en las bacterias de la piel. En los últimos años, la mayoría de las terapias que se han desarrollado para tratar las enfermedades dermatológicas, como la psoriasis o la dermatitis, son biológicas. Podríamos inducir a la población bacteriana para que produzca las proteínas que necesitan los pacientes", comenta a DM sobre una posibilidad entre la miríada que ofrecen las herramientas CRISPR-Cas.