Edición génica e ingeniería de tejidos para la corrección de una mutación recurrente en la población de pacientes españoles

Cristina Chamorro1,2, Angeles Mencía2,3, Fernando Larcher1,2,3,4 y Rodolfo Murillas1,2,4

1 División de Biomedicina Epitelial, Centro de Investigaciones Energéticas Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), Madrid

2 Instituto de Investigación Sanitaria de la Fundación Jiménez Díaz, Madrid

3 Departamento de Ingeniería Biomédica, Universidad Carlos III de Madrid

4 Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras, CIBERER

Las nuevas técnicas de edición génica permiten abordar la corrección de enfermedades hereditarias de origen monogénico de modo preciso y seguro. Nuestra investigación se centra en la epidermolisis bullosa distrófica recesiva (EBDR), una enfermedad rara caracterizada por extrema fragilidad de la piel y mucosas del tracto digestivo, causada por mutaciones en el gen que codifica el colágeno 7, una proteína fundamental para la formación del anclaje entre dermis y epidermis. En los pacientes EBDR pequeños roces o traumatismos producen roturas de la piel con formación de ampollas entre la dermis y la epidermis. La continua cicatrización de las ampollas llega a producir fusión de los dedos, pérdida de las uñas y contracturas articulares que restringen el movimiento, así como lesiones en la boca y esófago que hacen difícil la alimentación. Los pacientes adultos jóvenes tienen además un riesgo muy alto de desarrollar carcinomas escamosos muy agresivos que a menudo son letales. Las terapias disponibles en la actualidad consisten en tratamientos paliativos para mejorar la calidad de vida de los pacientes.

La identificación de las mutaciones causantes de RDEB permite no sólo el diagnóstico preciso sino también el planteamiento de abordajes de terapia génica específicos para la corrección molecular de esta enfermedad. Nuestro laboratorio identificó una mutación  en el exón 80 del gen COL7A1 (c.6527insC) altamente recurrente en la población EBDR española (46% de pacientes) (Escámez et al, 2010) para la que hemos ahora diseñado una estrategia de corrección basada en técnicas de edición génica. Estas técnicas, desarrolladas en los últimos años, se basan en nucleasas programables capaces de generar  un corte en el ADN de células de pacientes que es posteriormente reparado por mecanismos celulares y permite la introducción precisa de modificaciones correctivas en el lugar de la mutación patogénica. En nuestro reciente trabajo (Chamorro et al, 2016) mostramos el desarrollo de herramientas moleculares específicas,  nucleasas TALEN expresadas mediante vectores virales no integrativos, para la corrección eficaz de la mutación más prevalente en la población EBDR española.

Componentes del sistema TALENs de edición del genoma sobre la cadena de ADN que reconocen de forma específica. Imagen: By David Goodsell (RCSB PDB Molecule of the Month) [CC BY 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0)].

Componentes del sistema TALENs de edición del genoma sobre la cadena de ADN que reconocen de forma específica. El sistema ha sido utilizado en queratinocitos de pacientes de epidermólisis bullosa para recuperar la expresión de colágeno 7. Imagen: By David Goodsell (RCSB PDB Molecule of the Month) [CC BY 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0)].

Mediante estas herramientas obtenemos clones de queratinocitos de paciente que recuperan la expresión de colágeno 7 y mostramos que estos clones pueden ser ensamblados en pieles bioingenierizadas que recuperan las características normales de adhesión entre dermis y epidermis.

Estos avances abren el camino al desarrollo de un protocolo clínico de generación de tejido cutáneo trasplantable que combine técnicas avanzadas de bioingeniería de tejidos con la precisión y seguridad de la corrección molecular mediante edición génica.

Referencia: Chamorro C, et al. Gene Editing for the Efficient Correction of a Recurrent COL7A1 Mutation in Recessive Dystrophic Epidermolysis Bullosa Keratinocytes. Mol Ther Nucleic Acids. 2016 Apr 5;5:e307. doi:http://dx.doi.org/10.1038/mtna.2016.19

Bibliografía: Escámez MJ, et al. The first COL7A1 mutation survey in a large Spanish dystrophic epidermolysis bullosa cohort: c.6527insC disclosed as an unusually recurrent mutation. Br J Dermatol. 2010 Jul;163(1):155-61. doi: 10.1111/j.1365-2133.2010.09713.x.

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