Terapia génica permanente para DEB

El primer paso del proceso de inserción de un gen funcional se ha logrado en células "fáciles de usar" en el laboratorio. Los investigadores están trabajando ahora en una forma segura y eficaz de hacerlo en células de la piel de pacientes. Los investigadores han estado utilizando nanopartículas para transportar el gen funcional a las células en una placa de cultivo y ahora las están probando en piel modelo.

Los resultados se publicarán en 2024 en el British Journal of Dermatology y en el Journal of Investigative Dermatology.

El Dr. Jacków presentó una actualización sobre el proyecto en el fin de semana de los miembros de 2024:

El investigador principal:

La Dra. Joanna Jacków tiene una amplia experiencia y un historial comprobado en terapia génica para la epidermólisis ampollosa y aplicaciones de edición génica. La Dra. Jacków ha demostrado una edición génica eficiente utilizando una variedad de herramientas de edición génica, incluyendo CRISPR-Cas9, edición de bases y de cebadores, en DEB para reparar con precisión mutaciones en queratinocitos, fibroblastos y células madre pluripotentes inducibles (iPSC).

Co-investigadores:

El profesor John McGrath ha desarrollado terapias avanzadas con células DEB basadas en la inyección de fibroblastos corregidos con COL7A1, demostrando su seguridad y eficacia temprana en ensayos clínicos. Se centrará en la selección y caracterización de muestras celulares y ayudará a crear una línea de desarrollo para la rápida traducción clínica de nuevas terapias génicas con COL7A1 en pacientes.

El profesor Stephen Hart (UCL, GOSH, Londres) tiene una amplia experiencia en nuevas formulaciones y métodos de administración de ácidos nucleicos terapéuticos con nanopartículas no virales y su aplicación al tratamiento de enfermedades como la fibrosis quística, el neuroblastoma, la discinesia ciliar primaria y los nevos melanocíticos congénitos.

“Al escuchar a las personas con DEB, sabemos que el sueño de una “crema genética” ocupa un lugar destacado en la lista de deseos de todos… Nuestro nuevo proyecto de investigación trata de desarrollar una forma permanente de terapia tópica del gen COL7A1. En esta etapa, queremos desarrollar una nueva tecnología para insertar de forma permanente y segura una copia completa del gen COL7A1 en el genoma de una persona con DEB”.

– Dra. Joanna Jacków

Título de la subvención: Reemplazo de superexón mediado por PASTE de COL7A1 como tratamiento para la epidermólisis ampollosa distrófica

En los últimos 30 años hemos aprendido que la DEB es causada por variantes del ADN en el gen del colágeno tipo VII (COL7A1). Sin un gen COL7A1 funcional, la piel no puede producir suficiente proteína de colágeno tipo VII, lo que significa que la piel es menos resistente a las lesiones y se desarrollan ampollas. El desafío para los investigadores ha sido cómo reemplazar o reparar el gen COL7A1. Al escuchar a las personas con DEB, sabemos que el sueño de una "crema genética" ocupa un lugar destacado en la lista de deseos de todos.

También estamos entusiasmados por los recientes avances en el desarrollo de un nuevo producto tópico del gen COL7A1 por parte de colegas de la Universidad de Stanford en asociación con Krystal Biotech, aunque ese enfoque necesita tener aplicaciones repetidas para tener un efecto duradero. Nuestro nuevo proyecto de investigación trata sobre el desarrollo de una forma permanente de terapia tópica del gen COL7A1. En esta etapa, queremos desarrollar una nueva tecnología para insertar permanentemente una copia completa del gen COL7A1 de manera segura en el genoma de una persona con DEB. El nuevo sistema de terapia génica se llama PASTE, que significa "Adición programable mediante elementos de orientación específicos del sitio". Para este proyecto, utilizaremos PASTE para insertar el gen COL7A1 en células de la piel de DEB. Luego verificaremos si podemos restaurar el colágeno tipo VII. Luego trabajaremos en la optimización de los sistemas de administración de lípidos para asegurarnos de que podemos hacer llegar la terapia a la piel y no solo a las células. Por ahora, no estamos realizando un ensayo clínico, pero ese será nuestro próximo plan.

Este proyecto se centra en el desarrollo de un tratamiento con intención de curar la epidermólisis ampollosa distrófica (DEB). Se han logrado avances considerables en el desarrollo de una terapia génica tópica para la DEB utilizando vectores virales no integradores para administrar COL7A1 a la piel herida, aunque es necesaria una administración repetida para obtener un beneficio sostenido.

Como enfoque adicional, pretendemos utilizar la integración permanente del gen COL7A1 de longitud completa mediante la adición programable a través de elementos de selección específicos del sitio (PASTE). PASTE combina la especificidad y seguridad de la edición primaria con la gran capacidad de transporte de las serina integrasas para introducir hasta 36 kb de material en sitios diseñados específicamente en el genoma. La integración permanente del gen COL7A1 de longitud completa permitirá un enfoque de edición de ADN de “talla única”.

En primer lugar, seleccionaremos y caracterizaremos los queratinocitos y/o fibroblastos de la piel de pacientes con DEB. Luego validaremos el diseño del constructo PASTE mediante electroporación de plásmidos personalizados. La integración del gen COL7A1 se confirmará mediante PCR y secuenciación de Sanger. Las células editadas con éxito se aislarán y se volverán a caracterizar para examinar el rescate del colágeno tipo VII. Después de la validación del diseño del constructo, en lugar del ADN plasmídico, se administrarán las enzimas PASTE a través de ARNm electroporado sintetizado in vitro. A continuación, nos centraremos en los métodos de administración, desarrollando nanopartículas basadas en lípidos (LNP) dirigidas a receptores para administrar la maquinaria PASTE a las células objetivo. La visualización de fagos identificará secuencias de péptidos que se unen fuertemente y preferentemente a fibroblastos y queratinocitos. Se investigarán los componentes lipídicos para determinar su idoneidad para la aplicación tópica en modelos de piel en 3D. En resumen, este proyecto tiene como objetivo desarrollar una nueva forma de terapia de reemplazo genético para DEB.

Nuestro proyecto tiene dos objetivos principales:

En primer lugar, queremos tomar una copia completa de un gen no mutado e insertarlo en el ADN de los pacientes para que sus células puedan empezar a producir la proteína necesaria para una piel sana. Esto nos permitirá crear una cura permanente y que no tenga ningún genotipo (es decir, que funcione sin importar la mutación que tenga el paciente). En los últimos seis meses, hemos conseguido que el primer paso de la edición del ADN funcione muy bien en células fáciles de alterar, pero las células de la piel de los pacientes están demostrando ser más resistentes. Ahora estamos trabajando para asegurarnos de que disponemos de un protocolo seguro y eficaz para alterar el ADN en las células que importan.

En segundo lugar, queremos crear nanopartículas que puedan transportar este mecanismo de edición de ADN a las células de la piel con una formulación de crema tópica fácil de aplicar. Estamos experimentando con diferentes fórmulas para estas nanopartículas. Hemos obtenido resultados prometedores al aplicarlas a células en una placa de cultivo, y ahora las estamos probando en piel modelo. Esto será más difícil (la piel ha evolucionado específicamente para bloquear los elementos), pero en pacientes con EB, la barrera cutánea ya está debilitada y alterada. Estamos explorando maneras de pretratar la piel modelo para replicar la piel de los pacientes con EB, y esperamos que esto permita que las nanopartículas penetren más profundamente en el tejido. (Informe de progreso de 2025).