Terapia génica · asia
Lípidos nanoparticulados dirigidos a CD34 introducen CRISPR y reescriben células madre sanguíneas humanas dentro de ratones
El equipo de investigación logró que nanopartículas lipídicas portadoras de anticuerpos contra CD34 llegaran directamente a la médula ósea y reactivaran de forma sostenida la hemoglobina fetal y mejoraran la producción de neutrófilos en dos modelos de ratón humanizados. Los resultados superan una barrera para la administración in vivo, pero aún quedan múltiples pruebas antes de que este método pueda sustituir al tratamiento ex vivo con células madre.
La terapia génica de células madre sanguíneas suele requerir primero la extracción de células del paciente, su edición y control de calidad en el laboratorio y, después de un acondicionamiento previo, su reinfusión. Si fuera posible localizar directamente en el organismo las células madre de la médula ósea e introducir en ellas las herramientas de edición, el tratamiento podría simplificarse considerablemente. Un estudio publicado en *Nature Biomedical Engineering* muestra que nanopartículas lipídicas guiadas por anticuerpos contra CD34 ya pueden realizar esta tarea en ratones a los que se ha implantado un sistema hematopoyético humano.
El equipo de investigación evaluó primero 15 tipos de nanopartículas lipídicas y seleccionó una formulación denominada LNPDP, a la que añadió un anticuerpo capaz de reconocer CD34. CD34 es un marcador de superficie habitual de las células madre y progenitoras hematopoyéticas humanas. Este diseño de direccionamiento permite que las partículas introduzcan ARN mensajero y cargas de edición CRISPR/Cas en las células objetivo, en lugar de depender únicamente de la distribución tisular de las propias partículas lipídicas.
En el primer experimento con ratones humanizados, los investigadores inyectaron CD34/LNPDP en la médula ósea del fémur para editar en las células madre hematopoyéticas humanas el potenciador de BCL11A específico de la línea eritroide. BCL11A inhibe la hemoglobina fetal, y reducir su actividad es una estrategia importante para tratar la enfermedad de células falciformes y la β-talasemia. Después del tratamiento, las células eritroides producidas por estas células madre continuaron expresando hemoglobina fetal, y el estudio no detectó una alteración significativa de la función hematopoyética general.
El equipo también dirigió la edición al segundo exón de ELANE en un modelo humanizado de neutropenia portador de una mutación en ELANE. La observación a largo plazo mostró que el tratamiento podía restaurar parcialmente el desarrollo de los neutrófilos. Esto no supone una corrección completa de la enfermedad, pero indica que la misma plataforma de administración puede cambiar de diana genética para abordar distintos tipos de enfermedades de la sangre.
Los datos públicos también ofrecen una base adicional para verificar los resultados. Los investigadores depositaron en Gene Expression Omnibus de NCBI 21 conjuntos de datos de secuenciación global de ARN de células madre y progenitoras hematopoyéticas humanas CD34 positivas. Los datos abarcan condiciones como células no tratadas, partículas lipídicas sin direccionamiento, partículas de control con IgG y partículas dirigidas a CD34, y pueden utilizarse para comparar los efectos del tratamiento de administración sobre el estado transcripcional de las células.
Sin embargo, este sigue siendo un estudio preclínico en ratones y utiliza inyección intrafemoral, que no es equivalente a una administración intravenosa ampliamente aplicable. El volumen de la médula ósea humana, el entorno inmunitario y la distribución de las células madre son más complejos. Los efectos de edición fuera del objetivo, las respuestas inmunitarias frente al anticuerpo y los componentes de CRISPR, el grado en que se ven afectadas distintas células hematopoyéticas y la posibilidad de mantener la eficacia durante años deberán aclararse en animales de mayor tamaño y en ensayos clínicos formales. Este trabajo demuestra la viabilidad de dirigir la edición in vivo a células madre sanguíneas humanas, pero todavía no demuestra que su seguridad y eficacia sean suficientes para su uso en pacientes.