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Avances de la terapia génica
en el tratamiento
de enfermedades monogénicas
Juan A. Bueren
División de Hematopoyesis y Terapia Génica
CIEMAT y CIBER de Enfermedades Raras
Introducción
Los avances en el campo de la genética
molecular están teniendo una importante
repercusión en nuestra capacidad para comprender, diagnosticar y tratar variedad de
enfermedades congénitas y adquiridas. Así, la
posibilidad de introducir genes en células eucariotas ha permitido comenzar nuevos protocolos de marcado y de terapia génica (TG)
humana que no resultaban abordables hace
unos pocos años.
Tal como se muestra en la figura 1, la TG puede realizarse por medio de dos aproximaciones
diferentes. La primera, denominada «terapia génica de adición», se basa en la inserción del gen
terapéutico bajo el control de secuencias promotoras y potenciadoras de la expresión génica;
todos los protocolos de TG que actualmente se
realizan en la clínica utilizan esta aproximación.
La segunda, conocida cómo «terapia de sustitución», tiene por objeto la sustitución del gen
afectado por la versión correcta del mismo gen.
En ella, el gen introducido se encontraría en su
entorno natural y, por tanto, bajo el control de
los sistemas fisiológicos que regulan su expresión. Debido la baja eficacia de recombinación
homóloga actualmente conseguida en células
eucariotas, esta aproximación todavía no se encuentra en fase de aplicación clínica.
Desde el punto de vista práctico, la TG puede
realizarse tanto in vivo (inoculando el vector de
Terapia de adicción
Inserción génica
• Alta eficacia de inserción
• Inserción génica homo o heteróloga
• Limitaciones de regulación
Aplicable en terapia humana
Figura 1. Modalidades básicas de terapia génica.
84
9a edición del curso de Biotecnología Aplicada a la Salud Humana
Terapia de sustitución
Recombinación homóloga
• Baja eficacia de recombinación
• Precisa reparación génica
• Óptima regulación de expresión
No implantado en terapia humana
transferencia en el paciente) como in vitro. En este
caso, la transferencia génica se realiza sobre células
extraídas del paciente, las cuales, una vez modificadas genéticamente, son reinfundidas en él.
En general, los vectores de transferencia génica presentan una eficacia de transducción
notablemente superior cuando se utilizan in
vitro sobre las células diana a transducir frente
a cuando se inoculan in vivo. En una serie de
ensayos clínicos, no obstante, se utilizan protocolos de TG in vivo, en los cuales los vectores de
transferencia génica se introducen por vía sistémica o en los tejidos del paciente afectados por
la enfermedad (fig. 2).
La revista Journal of Gene Medicine (http://www.
abedia.com/wiley/index.html) ha reportado que
hasta junio de 2010 se habían puesto en marcha
un total de 1.644 ensayos clínicos de TG. Aunque
la mayor parte de estos protocolos han tenido
Terapia génica ex vivo
como objeto el tratamiento del cáncer (64,5%),
los resultados más significativos han estado relacionados con el tratamiento de enfermedades
monogénicas. Tal como puede observarse en la
figura 3, de todos los vectores utilizados, los retrovirales (gammarretrovirales) y los adenovirales
son los de uso más frecuente en estos ensayos.
No obstante, ya se observa la puesta en marcha
de un total de 27 ensayos (1,7% del total) con
vectores lentivirales, propuestos como una nueva
familia de vectores de mayor seguridad y eficacia
respecto a los retrovirales.
El fundamento para la utilización de vectores virales es el de aprovechar su gran capacidad infectiva y, en algunos casos, de integrar
su genoma en la célula huésped, eliminando
su potencial replicativo en la célula infectada
(transducida). El virus modificado (vector) sólo
será capaz de llevar a cabo un único ciclo de
Terapia génica in vivo
Medidas modificadas genéticamente
Vectores de transferencia génica
Tipos de medicamentos génicos
Figura 2. Modalidades básicas de terapia génica.
Avances de la terapia génica en el tratamiento de enfermedades monogénicas
85
Indications addressed by Gene Therapy Clinical Trials
Vectors used in Gene Therapy Clinical Trials
Adenovirus 23,8% (n = 400)
Retrovirus 20,5% (n = 344)
Naked/Plasmid DNA 17,7% (n = 304)
Vaccinia virus 7,9% (n = 133)
Lipofection 6,5% (n = 109)
Poxvirus 5,5% (n = 93)
Adeno-associated virus 4,5% (n = 75)
Herpes simplex virus 3,3% (n = 56)
Lentivirus 1,7% (n = 29)
Other categories 4,9% (n = 82)
Unknown 3,3% (n = 55)
Cancer diseases 64,5% (n = 1.060)
Cardiovascular diseases 8,7% (n = 143)
Monogenic diseases 8,2% (n = 134)
Infectious diseases 8% (n = 131)
Neurological diseases 1,8% (n = 30)
Ocular diseases 1,1% (n = 18)
Other diseases 2,4% (n = 40)
Gene marking 3% (n = 50)
Healthy volunteers 2,3% (n = 38)
Figura 3. Distribución de los ensayos clínicos de Terapia Génica por indicaciones y vectores.
Criterios para definir
el vector de transferencia
a utilizar
infección, lo que le permitirá actuar como vehículo seguro del gen terapéutico. Todos los
elementos necesarios para que el vector terapéutico pueda empaquetarse e infectar las células diana son aportados con las denominadas
líneas celulares empaquetadoras. En la figura
4 se muestra un ejemplo de cómo modificar
un gammarretrovirus para producir un vector
gammarretroviral.
El éxito terapéutico de la TG depende fundamentalmente de 3 cuestiones. En primer lugar,
resulta necesario insertar eficazmente el trans-
env (SU)
LTR
env (TM)
Gag
Pol
Env
LTR
gag
(matriz)
gag
(cápsida)
RNA
pol
LTR
Ciclo de infección del retrovirus MoMuLV
Generación de células empaquetadoras
de vectores terapéuticos
Célula productora
de vectores retrovirales
Ensamblaje
Fusión
de membranas
ARN
ARN
ADN
Integración
Citoplasma
PROT
LTR
Gen terapéutico
mRNA
ARN
Integración
Núcleo
ADNbc
Núcleo
ARNm
ARNm
ARNm
Vector retroviral
terapéutico
Figura 4. La Manipulación Genética de los Retrovirus: De virus patogénico a medicamento génico..
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9a edición del curso de Biotecnología Aplicada a la Salud Humana
gén terapéutico en las células diana deseadas;
por otra parte, también es necesario que el gen
se exprese en cantidad suficiente y durante el
tiempo suficiente para que se obtenga beneficio clínico, y, por último, como en todo medicamento, la eficacia terapéutica de la TG viene
limitada por la relación entre el beneficio clínico
que produce y los riesgos que conlleva.
En el caso de enfermedades asociadas a defectos monogénicos resulta evidente que la curación de la enfermedad sólo se obtendrá cuando
las células de los tejidos afectados tengan acceso
permanente a niveles umbrales de la proteína
deficitaria. Una de las aproximaciones más directas para lograr este objetivo se fundamenta en
la transducción de la población celular afectada,
o de sus células progenitoras, con vectores que
permitan la integración estable del transgén en el
genoma celular. En los protocolos clínicos diseñados al efecto se han utilizado fundamentalmente
vectores gammarretrovirales, en particular los
derivados del virus de la leucemia murina de Moloney (MoMLV). Como ya se ha indicado, los vectores lentivirales constituyen una herramienta de
reciente aplicación en el campo de la TG, ya que
permiten la integración del transgén en células
quiescentes y ofrecen una mayor seguridad en
comparación a los vectores gammarretrovirales.
Estudios y ensayos
clínicos representativos
sobre los beneficios y
limitaciones de la terapia
génica actual
Hasta que los laboratorios de genética molecular ofrezcan alternativas eficaces para el tratamiento de mutaciones dominantes, el tratamiento genético de las enfermedades monogénicas
se está centrando en las que están asociadas a
mutaciones monogénicas recesivas, en las cuales
la expresión de una copia funcional del corres-
pondiente transgén pueda ser suficiente para la
curación de la enfermedad.
En las patologías en las que no es posible o
no es del todo eficaz la administración exógena de la proteína deficitaria, se han planteado
alternativas de terapia celular o génica sobre
estos pacientes. En la actualidad existen unas 30
enfermedades monogénicas que habitualmente
se tratan mediante trasplante de progenitores
hematopoyéticos procedentes de donantes histocompatibles sanos. Puesto que en promedio
sólo 1 de cada 3 pacientes posee un donante familiar HLA idéntico, y debido a los riesgos
asociados al trasplante alogénico a partir de donantes alternativos, se considera una larga serie
de enfermedades monogénicas candidatas a ser
tratadas mediante TG.
A continuación se muestra el fundamento de
algunos de los protocolos de TG de enfermedades monogénicas que han sido más relevantes, bien por su eficacia terapéutica, bien por
las dudas levantadas respecto a los riesgos que
entraña esta nueva alternativa terapéutica.
Inmunodeficiencia ADA
Entre las enfermedades que primero se consideraron para su tratamiento génico destacan
las inmunodeficiencias severas combinadas
asociadas a mutaciones en los genes adenosina
deaminasa (ADA-SCID) y gamma-c, asociado a
la inmunodeficiencia X1-SCID. La ausencia de
ADA implica una acumulación celular del sustrato desoxiadenosina trifosfato, lo cual resulta particularmente tóxico en los linfocitos T (fig. 5).
Adenosina
Deoxidante
↑ dATP
Iosina
ADA
Deoxiinosa
Figura 5. Esquema del fundamento bioquímico
de la inmunodeficiencia severa combinada ADA.
Avances de la terapia génica en el tratamiento de enfermedades monogénicas
87
Ésta fue una de las primeras patologías en ser
tratadas mediante TG con vectores retrovirales, primero en el National Institutes of Health
(NIH) de Estados Unidos [1, 2], y luego en el
Hospital S. Raffaelle de Milán [3-5]. Las alternativas que se consideraron para el tratamiento
genético de esta enfermedad tenían por objeto
la transferencia del gen ADA en los linfocitos T
de los pacientes o en las células madre hematopoyéticas (CMHs). En todos los casos se comprobó la presencia de células corregidas genéticamente en la sangre de los pacientes, aunque
tan sólo se obtuvieron modestas evidencias
de beneficio clínico. Los mejores resultados se
han obtenido recientemente por los grupos de
Milán (A. Aiuti) y de Londres (B. Gaspar y A.
Thrasher): utilizando un protocolo en donde se
retiró la administración de la proteína ADA, los
Acondicionamiento
submieloablativo
pacientes se acondicionaron con un tratamiento submieloablativo previo a la perfusión de las
células CD34+ transducidas con vectores gammarretrovirales portadores del gen ADA [5,
6]. El esquema básico seguido en estos ensayos clínicos es el que se muestra en la figura
6: se extrajeron células de la médula ósea de
los pacientes, se purificaron las células CD34+
y se transdujeron con los vectores terapéuticos;
finalmente, la población conteniendo las células corregidas genéticamente fueron perfundidas en los pacientes tras su acondicionamiento
con dosis submieloablativas de busulfán (fig. 6).
La gran mayoría de estos pacientes mostraron
beneficios clínicos incuestionables, sin que en
ninguno de ellos se produjeran efectos adversos graves. Este protocolo constituye uno de
los ejemplos más significativos de la eficacia y la
Recolección de células
de médula ósea
Infusióndel inóculo corregido
genéticamente
Selección de células
CD34+
Transducción con vectores
terapéuticos
Figura 6. Esquema básico del protocolo utilizado para la terapia génica de la inmunodeficiencia ADA-SCID.
88
9a edición del curso de Biotecnología Aplicada a la Salud Humana
IL-7R
IL-4R
a
a
γc
JACK3
IL-2R
b
γc
J3
γc
J3
a
J3
py-stat
NÚCLEO
Activación génica
Figura 7. Señalización defectiva por receptores de citoquinas en inmunodeficiencia X1-SCID.
Inmunodeficiencia X1-SCID
Ésta inmunodeficiencia representa aproximadamente la mitad de todas las inmunodeficiencias graves combinadas y está asociada a un
defecto en la cadena γc, una proteína que forma
parte de numerosos receptores de interleucinas (fig. 7).
La TG de estos pacientes también se ha realizado mediante la transferencia del vector terapéutico a células CD34+, en este caso sobre
pacientes que no recibieron acondicionamiento
alguno. En el 90% de los pacientes se observó reconstitución del sistema inmunitario con
células que contenían el gen terapéutico y una
evidente mejoría clínica, que, como en el caso
anterior, permitió que los pacientes abandonaran las unidades de aislamiento a las pocas
semanas del tratamiento [7]. Se considera que
este protocolo, desarrollado en Francia por A.
Fischer y M. Cavazzana-Calvo, es el primer protocolo de TG de una enfermedad monogénica
que ha demostrado eficacia terapéutica incuestionable (fig. 8). El equipo de Adrian Thrasher,
en Londres, ha obtenido resultados similares en
cuanto a la eficacia terapéutica del proceso [8]
9.000
P5
8.000
7.000
Linfocitos T/mcl
seguridad que la TG puede ofrecer a pacientes
con enfermedades monogénicas.
6.000
P8
5.000
P7
P4
4.000
3.000
P1
P9
P2
2.000
P6
1.000
P10
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Meses después de la terapia génica
Figura 8. Rescate de la inmunodeficiencia por
terapia génica en inmunodeficiencia SCID-X1.
Avances de la terapia génica en el tratamiento de enfermedades monogénicas
89
¿¿??, pues todos los pacientes pediátricos tratados han mostrado clara mejoría clínica.
Como veremos más adelante, 5 de los 15
pacientes X1-SCID tratados por TG desarrollaron leucemia linfocítica como consecuencia de
esta intervención terapéutica, si bien 4 de ellos
respondieron satisfactoriamente al tratamiento
antitumoral. Las causas y consecuencias de este
proceso maligno producido como consecuencia del tratamiento con vectores retrovirales se
discuten, así mismo, más adelante.
Granulomatosis crónica
Constituye otra inmunodeficiencia que ha recibido atención particular para su tratamiento
genético. Esta enfermedad se caracteriza por
una deficiente respuesta de las células fagocíticas para generar anión superóxido, lo que se
manifiesta mediante un síndrome recurrente de
infecciones y formación de granulomas (fig. 9).
Estudios experimentales sugieren que la corrección genética de, aproximadamente, un 5%
de los granulocitos circulantes, será suficiente
para reportar un beneficio terapéutico [9]. Los
estudios clínicos basados en el trasplante de
células CD34+ transducidas con vectores retrovirales y trasplantadas en pacientes no acondicionados, no mostraron beneficio terapéutico.
No obstante, un ensayo clínico realizado por
Manuel Grez, en Frankfurt, en pacientes que
recibieron acondicionamiento mieloablativo,
ha mostrado evidente mejora clínica en los 2
pacientes tratados [10]; sin embargo, en este
ensayo clínico también se han descrito efectos
adversos graves similares a los descritos en pacientes X1-SCID [11].
Hemofilia
La hemofilia es una enfermedad ligada al cromosoma X originada por mutaciones en el gen
que codifica el factor VIII (hemofilia A) o el factor IX (hemofília B) de la coagulación. A pesar
de los avances producidos en la administración
intravenosa de estos factores, su corta vida media
90
y elevado coste han incentivado la investigación
en el campo de la TG de esta enfermedad. En el
tratamiento de la hemofilia A y B se han seguido
múltiples enfoques, que incluyen la transducción
de fibroblastos con plásmidos portadores del gen
del factor VIII truncado, perfusión intravenosa de
vectores retro o adenovirales con el gen del factor VIII, o la transducción de músculo esquelético
o hígado con vectores AAV portadores del gen
del factor VIII y el minigen del factor IX, respectivamente. Ninguno de los protocolos puestos
en marcha hasta el momento ha conseguido
expresar a largo plazo el factor de coagulación
correspondiente a niveles terapéuticos. Trabajos
más recientes han conseguido alcanzar niveles
del factor de coagulación del orden del 5-25% en
perros hemofílicos o primates no humanos, mediante 3 aproximaciones diferentes. En un caso se
administró por vía sistémica vectores retrovirales
en perros neonatales, en donde los hepatocitos
se encontraban con alta tasa proliferativa, y se
han utilizado también vectores AAV para transducir músculo esquelético por vía intravascular, o
el hígado por vía de la arteria hepática o portal.
La administración de vectores AAV al hígado se
contempla actualmente como uno de los procedimientos más prometedores para el tratamiento
de la hemofília, pues ya se han alcanzado valores
de alrededor del 10-12% de los valores normales,
aunque la expresión se mantuvo durante semanas, en lugar de años, como fue el caso de perros
hemofílicos [12]. La presencia de células CD8+
de memoria contra antígenos de la cápsida viral
parece ser la causante de la corta duración en la
que se expresó el factor. La inmunosupresión del
paciente hasta que la cápsida viral se aclare de sus
tejidos, o la utilización de serotipos diferentes de
AAV (AAV-8 en lugar de AAV-2), se contemplan
como alternativas de interés para mejorar la eficacia clínica del procedimiento.
Hemoglobinopatías
De entre ellas, destacan las talasemias y la
anemia de células falciformes. Algunos genes de
hemoglobinopatías (alpha-thal, beta-thal y HbS)
9a edición del curso de Biotecnología Aplicada a la Salud Humana
causan enfermedad (talasemia alfa, talasemia beta
y anemia drepanocítica, respectivamente), pero
otros (HbE y HbC) sólo causan manifestaciones
clínicas graves cuando se combinan con alguno
de los genes del primer grupo. Los niños con talasemia suelen nacer sin manifestaciones clínicas,
pero la anemia surge entre los 6 meses y los 2
años de vida. La sustitución de la globina-ß defectiva o ausente en pacientes con talasemia ß, puede ser curativa. Resultados preclínicos recientes
del grupo de G. Ferrari muestran la corrección
de células humanas de pacientes con talasemia
major. La caracterización de células derivadas de
la médula ósea de estos pacientes antes después
Figura 9. Fundamentos moleculares de la granulomatosis crónica.
Avances de la terapia génica en el tratamiento de enfermedades monogénicas
91
de la transferencia del gen terapéutico mostró
una elevada eficacia de transducción, restauración de la síntesis de la hemoglobina, rescate de
la apoptosis y la corrección de los defectos en
eritropoyesis. En general, estos resultados proporcionan un fundamento sólido para una futura
traducción clínica de este protocolo de TG [13].
Anemia de Fanconi
La anemia de Fanconi (AF) es una enfermedad autosómica recesiva, poco frecuente entre
la población pero de muy mal pronóstico. Los
pacientes suelen desarrollar anomalías congénitas múltiples (en el 65% de los casos), fallo
de médula ósea y predisposición a cáncer. En
promedio, la manifestación de la aplasia se observa alrededor de los 8 años de edad, si bien
prácticamente todos los pacientes que alcanzan
los 40 años muestran fallo de médula ósea. Una
de las características de esta enfermedad, que la
hace particularmente apropiada para su tratamiento por TG, radica en la ventaja selectiva de
las células corregidas genéticamente respecto a
las células defectivas en los genes de Fanconi
[14]. La AF es consecuencia de mutaciones o
deleciones en cualquiera de los 13 genes de
AF relacionados con la estabilidad genómica de
estas células. Los resultados publicados sobre
los ensayos realizados en fase I no manifestaron beneficios terapéuticos evidentes (Liu et al.,
1999) [15]. Nuestro equipo de investigación ha
publicado recientemente resultados preclínicos
que abren nuevas expectativas al tratamiento
por TG de esta enfermedad mediante nuevos
procedimientos de manipulación celular y nuevos vectores lentivirales, más eficaces y seguros
respecto a los utilizados anteriormente [16].
Fibrosis quística
El gen de la fibrosis quística (FQ) está localizado en el cromosoma 7 y posee un tamaño de
6,7 kB. En el 75% de los pacientes enfermos de
FQ, la enfermedad se produce por un defecto
en la posición 508. Como consecuencia de las
92
deficiencias de este gen se produce una alteración física y química de las secreciones de las
vías respiratorias y de las enzimas pancreáticas.
Debido al defecto en el transporte del cloro
entre las células, las mucosidades se hacen muy
densas, dificultando la expulsión del moco bronquial y facilitando su infección con patógenos
difíciles de eliminar. La TG prioritaria de esta enfermedad radica en la inserción del gen de la FQ
en las células respiratorias. Se han desarrollado
diversos ensayos clínicos en fase I utilizando
fundamentalmente vectores adenovirales y, más
recientemente, vectores no virales. Los protocolos con vectores adenovirales han mostrado
ventajas respecto a su eficacia de transducción
de las células diana; sin embargo, también han
puesto de manifiesto su inmunogenicidad, al haberse generado anticuerpos que neutralizaron
la eficacia de los vectores. Las formulaciones no
virales facilitarán la administración repetida de
fármaco genético. En todo caso, estos ensayos
clínicos están mostrando mayores complicaciones de la inicialmente previstas.
La seguridad en terapia
génica
Problemas en el tratamiento
de la deficiencia de la ornitín
transcarbamilasa
Esta es una enfermedad en la que los pacientes carecen de una enzima clave del metabolismo de aminoácidos, la ornitín transcarbamilasa (OTC), lo que da lugar a una acumulación
potencialmente fatal de amoniaco en la sangre.
Puesto que la actividad OTC está normalmente presente en el hígado, se considera que éste
es el tejido diana de vectores que expresen la
versión correcta del gen OTC. En virtud de la
eficacia de los adenovirus para infectar células
hepáticas, se propuso utilizar tales vectores para
transducir las células hepáticas de estos pacientes con el gen OTC. Estudios in vitro, y también
9a edición del curso de Biotecnología Aplicada a la Salud Humana
en animales de experimentación, mostraron la
eficacia del protocolo propuesto. El tratamiento de 17 pacientes con dosis progresivamente
crecientes del vector no manifestó efectos tóxicos graves. No obstante, en 1 de los pacientes
tratados con la dosis más alta se manifestó un
proceso febril seguido de inflamación hepática y aumento descontrolado de los niveles de
amonio, dando lugar a la entrada en coma del
paciente. Lamentablemente, el paciente falleció
poco después, y está todavía en investigación la
causa primaria de su muerte. Este hecho, como
consecuencia de la inoculación del vector viral,
disparó las alarmas de los organismos reguladores, principalmente en lo que se refiere a la
inoculación in vivo de vectores de la familia de
los adenovirus. En la actualidad se han generado
nuevos vectores adenovirales desprovistos de
la mayor parte del esqueleto viral implicado en
su inmunogenicidad, por lo que se confía que su
empleo prevenga de la generación de respuestas inmunogénicas no previstas.
Incidencia de leucemias
en pacientes X1-SCID tratados
mediante terapia génica
De los 20 pacientes X1-SCID que fueron
tratados en París y Londres mediante TG, 5 desarrollaron leucemia linfocítica asociada a la inserción del gen terapéutico en la proximidad de
diferentes oncogenes [17]. De manera paralela a
la observación de las primeras leucemias en los
pacientes SCID-X1, C. Baum observó por primera vez en animales de experimentación un fenómeno similar. En sus experimentos trasplantó
células madre hematopopyéticas que habían sido
transducidas con vectores gamarretrovirales a
animales receptores [18] ¿¿??. Al cabo del tiempo
observó en algunos animales la aparición de una
leucemia clonal, que investigó en su nivel molecular. En su estudio, Baum observó que el vector retroviral se había insertado junto al oncogén evi1,
al cual había activado mediante las secuencias
promotoras presentes en el vector. De manera
análoga, en los ensayos clínicos con pacientes
X1-SCID se observó que una gran proporción
de las inserciones del vector terapéutico tuvo lugar en regiones próximas a (o dentro de) genes
de las células diana. De hecho, se observó que
la inserción del vector terapéutico ocurría con
frecuencia junto al oncogén LMO2, implicado en
leucemias linfocíticas [19] (fig. 10). ¿¿??
Estudios posteriores han evidenciado que los
vectores gamarretrovirales se insertan preferentemente en la proximidad o dentro de genes que
se están transcribiendo activamente en el momento de la transducción [20]. En estudios complementarios se observó que estos vectores se
insertan preferentemente en regiones próximas
al inicio de la transcripción, facilitando con ello la
transactivación de los genes próximos. Con objeto de minimizar el riesgo de transactivar oncogenes por la inserción de vectores terapéuticos, se
han desarrollado vectores de mayor seguridad.
Así, a diferencia de lo que ocurre con los vectores gamarretrovirales, los vectores lentivirales no
muestran una preferencia por integrarse junto al
inicio de la transcripción del gen [21]. Por otra
parte, la introducción de promotores menos potentes que los promotores virales anteriormente
utilizados constituye una alternativa complementaria que está mejorando significativamente la
seguridad de la TG [22].
En todo caso, los riesgos asociados a la TG
han de ser correctamente ponderados, por
una parte para minimizar en lo posible el riesgo asociado a su utilización, pero también para
no impedir su aplicación a pacientes que no
tienen alternativas terapéuticas de beneficio
comparable.
Puesta en marcha
de nuevos ensayos clínicos
con vectores terapéuticos
de nueva generación
Como consecuencia de los estudios de seguridad realizados desde que se pusieron de
Avances de la terapia génica en el tratamiento de enfermedades monogénicas
93
La reprogramación celular,
una nueva estrategia
para la terapia génica
de enfermedades
monogénicas
manifiesto los primeros efectos adversos asociados a la terapia con vectores retrovirales,
comenzó el desarrollo de vectores lentivirales
para su aplicación clínica. El primer ensayo de
tratamiento de una enfermedad monogénica
con vectores lentivirales se realizó recientemente en París en pacientes con X-adrenoleucodistrofia (ALD) [23]. Esta enfermedad
cursa con una desmielinización severa en
cerebro, por deficiencia en la proteína ALD.
La progresión de la enfermedad puede ser
detenida mediante trasplante alogénico de
progenitores hematopoyéticos. En el ensayo
clínico realizado por N. Cartier et al., se transdujeron células CD34+ de la médula ósea de
los pacientes con vectores lentivirales portadores del gen de la ALD y se reinfundieron
tras un acondicionamiento mieloablativo de
los pacientes (fig. 11). Los resultados reportados en este trabajo demuestran por primera
vez la detención del proceso de desmielinización en pacientes tratados por TG, abriendo
una nueva expectativa para la terapia de esta
grave patología.
Ante el limitado número de células madre hematopoyéticas presentes en la médula ósea de
los pacientes con aplasias congénitas, como la
anemia de Fanconi (AF), por ejemplo, surgió la
necesidad de investigar la posibilidad de generar
progenitores hematopoyéticos a partir de fuentes alternativas a la médula ósea. Para ello resultó esencial el descubrimiento del investigador
japonés Yamanaka en el año 2006, que demostraba por primera vez que la transferencia de
tan sólo 4 genes podía reprogramar fibroblastos
de piel [24] y así generar células pluripotentes
inducidas (iPS) similares a las células madre embrionarias. Nuestro equipo, en colaboración
con el de Raya e Izpisúa-Belmonte, en el Centro
41.253
P4
6 13 17 24 31 34 -C 37 M
MFG γc
44.218
1
46.229
MFG γc
54.614
2
P5
Hacein-Bey et al., Science 302, 416;2003.
3’LTR
8
IS
10 ngWT
% de inmigración
7
198 pbs
5
4
3
2
1
50 c. IS
10 ngWT
0
CD3
T γδ PBL
PBL
-10 a -9
-9 a -8
-8 a -7
-7 a -6
-6 a -6
-5 a -1
-4 a -3
-3 a -2
-2 a -1
-1 a 0
0a1
1a2
2a3
3a4
4a6
6a6
6a7
7a8
8a9
9 a 10
500 c. IS
6
Distancia al origen de transcripción TSS (kb)
600 integraciones independientes: 63% a < 10 kb de genes
Figura 10. Oncogénesis insercional en dos pacientes X1-SCID tratados por terapia génica.
94
9a edición del curso de Biotecnología Aplicada a la Salud Humana
de Medicina Regenerativa de Barcelona, y el de
Surrallés, de la Universidad Autónoma de Barcelona/Ciber de Enfermedades Raras, demostramos recientemente la posibilidad de corregir
el defecto genético de fibroblastos de piel de
pacientes AF y, también, de reprogramar estas
células para generar progenitores hematopoyéticos con fenotipo sano [25] (fig. 12). Desde
20 months
ALD patient
(lipid storage disorder)
Lipid storage
relief
Gene-corrected HSCs
HIV-based vector with
therapeutic ABCD1 gene
Progeny
of gene-corrected
HSCs distribute
throughout
the body
HSCs
Figura 11. Terapia génica con vectores lentivirales en pacientes con X-adrenoleucodistrofia (tomado de L
Naldini. Science 326, 805-6, 2009).
Avances de la terapia génica en el tratamiento de enfermedades monogénicas
95
+ Oct 3/4
+ Sox2
Células de la piel +
FANCA
+ c-Myc
+ Klf4
Célula iPS
CMH
CMH
Figura 12. Esquema seguido para la generación de progenitores hematopoyéticos a partir de fibroblastos de
piel de pacientes con anemia de Fanconi (Raya et al. Nature 460: 53-9, 2009).
esta primera demostración, la reprogramación
celular se contempla como un nuevo campo de
gran expectación en el cual la TG de adición y
también por recombinación homóloga tendrá
una oportunidad de traslación clínica.
Referencias
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