Ensayos clínicos CRISPR: una actualización en 2022

CONCEPTOS BÁSICOS DE ENSAYOS CLÍNICOS

En los Estados Unidos, la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) evalúa la seguridad y la eficacia de nuevos tratamientos para enfermedades a través de ensayos clínicos en pacientes voluntarios. Los primeros ensayos (fase 1) evalúan la seguridad y los efectos secundarios del tratamiento. Los ensayos posteriores (fases 2 y 3) evalúan la eficacia de los tratamientos y comparan las nuevas terapias con los tratamientos estándar. A veces, las fases de prueba se combinan para acelerar la prueba de un tratamiento. 

Si bien la cantidad de ensayos clínicos de CRISPR crece cada año, la mayoría de los ensayos actuales que utilizan tratamientos basados ​​en CRISPR aún se encuentran en etapas iniciales. Eso significa que incluso si los tratamientos son seguros y efectivos, es probable que aún falten algunos años para una posible aprobación de la FDA y para que estén disponibles para pacientes en los EE. UU.

El desarrollo de la edición del genoma CRISPR abre nuevas posibilidades en la medicina de precisión. Los ensayos actuales están en marcha en siete áreas de tratamiento: trastornos de la sangre, cánceres, enfermedades oculares hereditarias, diabetes, enfermedades infecciosas, enfermedades inflamatorias y trastornos del plegamiento de proteínas. 

Antes de sumergirnos en cada área de tratamiento, tenga en cuenta que todos los ensayos clínicos CRISPR actuales se dirigen a células o tejidos específicos en individuos sin afectar el esperma ni los óvulos, es decir, no se pretende que los cambios en el ADN se transmitan a las generaciones futuras.

TRASTORNOS DE LA SANGRE

TRASFONDO SOBRE LAS ENFERMEDADES 

Los glóbulos rojos usan la proteína hemoglobina para transportar el oxígeno del aire que respiramos al resto del cuerpo. Variaciones en un gen que codifica parte de la molécula de hemoglobina causan dos trastornos genéticos: enfermedad de célula falciforme (ECF) y beta talasemia.

En la enfermedad de célula falciforme, los glóbulos rojos están deformados. Su forma de “hoz” o de media luna bloquea los vasos sanguíneos, lo que atrasa o detiene el flujo sanguíneo. Esto provoca crisis de dolor intenso y repentino. Las complicaciones de la ECF incluyen dolor crónico, accidentes cerebrovasculares, daño a órganos y anemia. En la beta talasemia, los pacientes no producen suficiente proteína de hemoglobina, lo que provoca fatiga y anemia. En casos severos, los pacientes sufren daños en los órganos, especialmente en los huesos, el corazón y el hígado. Tanto la ECF como la beta talasemia pueden ser fatales. 

La ECF afecta de manera desproporcionada a ciertas poblaciones. A nivel mundial, el nivel más alto de incidencia se encuentra en el África subsahariana. En los Estados Unidos, la ECF afecta principalmente a los afroamericanos. Si bien la ECF fue la primera enfermedad genética identificada, ha recibido escasa financiación de la investigación y las personas con ECF tienden a recibir una atención más deficiente en comparación con las personas con otras enfermedades genéticas, como la fibrosis quística, que es más probable que afecte a las personas blancas más ricas. Las nuevas investigaciones sobre tratamientos genómicos para la ECF son un paso importante hacia la equidad. 

Hay algunos tratamientos disponibles para ECF y beta talasemia, pero los pacientes a menudo tienen síntomas graves y complicaciones incluso con tratamiento. Los pacientes con casos más graves de cualquiera de las dos condiciones necesitan transfusiones de sangre frecuentes. El trasplante de médula ósea puede ser curativo; sin embargo, esto solo se puede hacer cuando se puede encontrar un donante sano y compatible. El trasplante de médula ósea no es una opción para la mayoría de los pacientes con ECF o beta talasemia.

ESTRATEGIAS DE TRATAMIENTO

El enfoque adoptado para tratar estos trastornos sanguíneos con tecnología CRISPR en el ensayo más avanzado no corrige directamente las variantes genéticas que causan la enfermedad. Utiliza una solución alternativa inteligente: en lugar de restaurar la hemoglobina adulta saludable, el objetivo es aumentar los niveles de hemoglobina fetal. Esta es una forma de hemoglobina que los fetos producen en el útero, pero que los niños y los adultos no producen. Todavía no sabemos por qué los humanos cambian de una forma de hemoglobina a otra después del nacimiento, pero la crianza de organismos con mutación deseada de célula falciforme no afecta a la hemoglobina fetal y puede tomar el lugar de la hemoglobina adulta defectuosa en los glóbulos rojos. Este tratamiento se puede usar tanto para ECF como para beta talasemia.

En las personas con ECF, los síntomas comienzan a manifestarse durante la infancia, después de que disminuyen los niveles de hemoglobina fetal (HbF). El primer paso del tratamiento es recolectar las células madre sanguíneas de un paciente, directamente de su sangre. Luego, los científicos editan los genomas de estas células para activar el gen de la hemoglobina fetal. Luego, la quimioterapia elimina del cuerpo del paciente las células madre sanguíneas que causan la enfermedad. Finalmente, miles de millones de células madre editadas en el genoma se devuelven al torrente sanguíneo. Estas células madre sanguíneas editadas en el genoma se administran por vía intravenosa. Si funciona según lo previsto, estas células se instalarán en la médula ósea, creando una nueva población de células madre sanguíneas que producirán glóbulos rojos editados que producirán hemoglobina fetal.

Este enfoque de tratamiento se denomina edición del genoma ex vivo, porque la edición se produce fuera del cuerpo del paciente. La ventaja de la edición ex vivo es garantizar que las herramientas de edición del genoma solo entren en contacto con las células objetivo correctas. También evita el riesgo de presencia a largo plazo de componentes CRISPR en el cuerpo, como ediciones no deseadas o reacciones inmunitarias. 

Otros ensayos que recién están comenzando o que comenzarán pronto también utilizan un enfoque ex vivo, pero son diferentes a nivel molecular. Uno usa edición de base en lugar de CRISPR convencional, para activar la hemoglobina fetal. Otros dos ensayos tienen como objetivo corregir directamente la mutación que causa la enfermedad de células falciformes utilizando CRISPR Proteínas Cas-9, restaurando la hemoglobina adulta sana.

ENSAYOS CLÍNICOS ACTUALES DE CRISPR

En el primer uso de una terapia basada en CRISPR ex vivo para tratar una enfermedad genética, los investigadores trataron a una persona con beta talasemia en Alemania en 2019. CRISPR Therapeutics y Vertex Pharmaceuticals están realizando este ensayo en Europa y Canadá. Según los comunicados de prensa de la compañía, al menos 14 personas más han sido tratadas y seguidas durante al menos tres meses, con cinco seguidas durante más de un año. El primer individuo con ECF fue tratado con la misma terapia en Nashville, Tennessee en 2019. Desde entonces, al menos seis personas más con ECF han sido tratadas y seguidas durante al menos tres meses, con dos seguidas durante más de un año. 

Hasta ahora, los pacientes voluntarios con ambas condiciones han logrado mejorías notables. 

• Los pacientes tratados por ECF o beta talasemia muestran niveles de hemoglobina normales o casi normales, donde al menos el 30% (ECF) o el 40% (beta talasemia) de la hemoglobina es hemoglobina fetal. 
• Los pacientes con beta talasemia no necesitan transfusiones de sangre. Los pacientes con ECF están libres de transfusiones y crisis de dolor incapacitantes.
• Las pruebas moleculares en la médula ósea de cada uno de los seis pacientes un año o más después del tratamiento muestran la presencia continua de células editadas en el genoma. 
• Un paciente con beta talasemia experimentó reacciones inmunitarias graves al tratamiento que desde entonces se han resuelto. No se observaron otros eventos adversos graves y los efectos secundarios parecen estar relacionados con la quimioterapia, no con el tratamiento de edición del genoma. 
• Escuche directamente de Victoria Gray or Jimi Olaghere, quienes fueron tratados para la enfermedad de célula falciforme.

CRISPR Therapeutics y Vertex Pharmaceuticals están ejecutando conjuntamente estos ensayos combinados de fase 1, 2 y 3 en los EE. UU., Canadá y Europa. En Europa y los EE. UU., a este tratamiento se le ha otorgado un estatus especial para la aprobación acelerada.

Más información: 

• Edición de genes CRISPR-Cas9 para la enfermedad de célula falciforme y la β-talasemia - Frangoul y col., New England Journal of Medicine
• Vertex y CRISPR Therapeutics presentan nuevos datos en 22 pacientes con más de 3 meses de seguimiento luego del tratamiento con la terapia de edición genética CRISPR / Cas9 en investigación, CTX001 ™ en la reunión anual de la Asociación Europea de Hematología — Comunicado de prensa de CRISPR Therapeutics

Pronto comenzarán tres ensayos más para la enfermedad de célula falciforme. Beam Therapeutics tiene la aprobación regulatoria para seguir adelante con otro ensayo de ECF destinado a aumentar la hemoglobina fetal. Beam usa edición de bases , una forma de edición CRISPR que funciona sin cortes de doble hebra en el ADN y que, por tanto, puede ser más seguro que el CRISPR convencional. 

Los otros dos ensayos, uno de Graphite Bio y el otro de un consorcio de investigadores de IGI, UCSF, UCLA y UC Berkeley, probarán un enfoque alternativo que usaría CRISPR para reparar directamente la mutación que causa ECF, revirtiéndola a la versión saludable. Graphite ha comenzado a inscribir pacientes y el ensayo de UC comenzará a reclutar pacientes más adelante en 2022. El ensayo del consorcio de UC es el único ensayo sin fines de lucro para la enfermedad de célula falciforme.

A qué estar pendiente 

En los últimos años, ha habido una explosión de investigación sobre tratamientos para los trastornos de la sangre. Las empresas farmacéuticas, de biotecnología y las instituciones de investigación académica están trabajando en terapias convencionales y genómicas. Es demasiado pronto para decir qué enfoques serán los más seguros y efectivos, pero los pacientes seguramente se beneficiarán de la investigación renovada en estas áreas de enfermedades.

Los resultados iniciales de Victoria Gray, Jimi Olaghere, y otros pacientes voluntarios son con lo que sueñan los editores de genoma. Si los datos de los ensayos clínicos continúan siendo tan positivos, el tratamiento podría aprobarse en 2023. 

"En pocas palabras, el progreso de CRISPR/Vertex es un hito en el sentido de que es probable que genere el primer medicamento basado en CRISPR aprobado", dice Fyodor Urnov, Ph.D., Director de Tecnología y Traducción del IGI y un veterano de 20 años en el campo de la enfermedad de célula falciforme. “Ese sería un momento extraordinario para nosotros. Y creará un amplio camino para que otros en este espacio, como Beam y el Consorcio UC, sigan su ejemplo rápidamente”.

El seguimiento a largo plazo de estos y otros participantes del ensayo es crucial: se les hará un seguimiento durante los próximos años para ver si el tratamiento sigue siendo efectivo y para buscar posibles efectos secundarios a largo plazo que no serían evidentes hasta más adelante, como el cáncer debido a cambios no deseados en el ADN. Será especialmente interesante ver, por ejemplo, si hay diferencias en los resultados entre los pacientes que reciben células editadas con CRISPR convencional versus la edición de base.

“Hasta ahora, los principales efectos secundarios se deben a la quimioterapia necesaria para eliminar las células preexistentes de la médula ósea para que las células editadas se injerten. La quimioterapia es un gran factor limitante para estas terapias”, explica Megan Hochstrasser, Ph.D., experta en CRISPR que estudió con Jennifer Doudna. “Si usted tiene que estar en el hospital durante semanas porque le van a extirpar la médula ósea con quimioterapia, lo que paraliza su sistema inmunológico, esto es arriesgado, costoso y requiere mucho tiempo. Esa es una gran barrera para escalar esto y hacerlo disponible ampliamente. Es un gran obstáculo que podría superarse si alguien encuentra una forma de administrar el tratamiento directamente, sin la ablación de la médula ósea”.

La escalabilidad (hacer lo suficiente de un tratamiento para que llegue a la gran cantidad de personas que lo necesitan) será un gran desafío para los tratamientos basados ​​en CRISPR para los trastornos de la sangre, tanto por los desafíos técnicos de crear el producto individualizado y administrar el protocolo de tratamiento, como por el costo. El costo de la terapia actual basada en CRISPR está en el rango de $ 1 a 2 millones y sólo se puede realizar en una pequeña cantidad de instalaciones médicas en todo el mundo, lo que lo pone fuera del alcance de la gran mayoría de las personas con ECF o beta talasemia. La investigación sobre enfoques en vivo, que podrían eliminar la necesidad de quimioterapia y disminuir los riesgos y gastos asociados, se encuentra en etapas iniciales, pero será el enfoque de los investigadores que trabajan para hacer que las terapias basadas en CRISPR para trastornos sanguíneos sean más accesibles en los próximos años.

CÁNCERES

TRASFONDO DE LA ENFERMEDAD

El cáncer se refiere a las enfermedades causadas por el crecimiento celular descontrolado. En este momento, las terapias basadas en CRISPR están dirigidas principalmente a tratar cánceres de la sangre como uno leucemia y linfoma. 

ESTRATEGIA DE TRATAMIENTO

las células T son un tipo de glóbulos blancos que tienen un papel central en la respuesta del sistema inmunológico. Las células T están cubiertas de receptores que reconocen a otras células como seguras o amenazantes. Patrullan el cuerpo, matando células extrañas o peligrosas, o reclutando otras células para ayudar. En la inmunoterapia CAR-T , los investigadores modifican genéticamente las células T de un individuo para que tengan un receptor que reconozca sus células cancerosas y les indique que ataquen. 

El sistema inmunológico está altamente regulado para evitar atacar las células sanas. Algunos receptores de células T funcionan como "puntos de control" que determinan si se produce una respuesta inmunológica. Cuando un receptor de células T PD-1 entra en contacto con una molécula llamada PD-L1 en otra célula, comunica que es una célula "segura" y la célula T la deja en paz.

Las células cancerosas a menudo se encubren con estas señales de seguridad, engañando a las células T que patrullan para que las ignoren. Los investigadores están usando CRISPR para editar el gen PD-1 en las células T para evitar que produzcan receptores PD-1 funcionales para que las células cancerosas no los engañen. Este enfoque de inmunoterapia se conoce como inhibición del punto de control y, a menudo, se usa junto con la ingeniería CAR-T para brindar a las células T la mayor probabilidad posible de eliminar el cáncer.

Para estos tratamientos, los investigadores recolectan células T de la sangre de un paciente y las diseñan en un laboratorio. Luego, las devuelven al torrente sanguíneo del paciente por vía intravenosa. Debido a que este tratamiento se basa en la edición ex vivo, es fácil entregar las herramientas de edición del genoma a las células objetivo. La terapia CAR-T fue aprobada para su uso en el tratamiento de cánceres de sangre en 2017.

Más información sobre CAR-T: 

• La terapia con células T de CAR y sus efectos secundarios - Sociedad Estadounidense del Cáncer
• Células CAR T: ingeniería de las células inmunitarias de los pacientes para tratar sus cánceres - Instituto Nacional del Cáncer 

ENSAYOS CLÍNICOS ACTUALES DE CRISPR

En 2016, una persona con cáncer de pulmón se convirtió en la primera persona en el mundo en ser tratada con una terapia basada en CRISPR: a este paciente se le inyectaron células T editadas con PD-1 en un ensayo clínico chino. Se ha completado este y un ensayo clínico estadounidense que utiliza inmunoterapias basadas en CRISPR para el cáncer. Están en curso varios otros ensayos clínicos que utilizan inmunoterapias basadas en CRISPR, principalmente para tratar el cáncer de la sangre. 

En el ensayo chino, los investigadores de la Universidad de Sichuan trataron a 12 pacientes con cáncer de pulmón de células no pequeñas con células T editadas con PD-1. Este enfoque no incluía CAR-T, ya que actualmente no es una opción para los cánceres de pulmón. Al igual que los ensayos en etapa inicial en los EE. UU., el objetivo principal era evaluar la seguridad y los efectos secundarios en lugar de la eficacia. 

En abril de 2020, los investigadores reportaron que el tratamiento era seguro de administrar y tenía efectos secundarios menores como fiebre, sarpullido y fatiga. La edición prevista se encontró con una eficacia baja: una mediana del 6 % de células T/paciente antes de la infusión de nuevo en el paciente. Efectos fuera del objetivo (cambios no deseados en varios lugares del genoma) también ocurrieron con baja frecuencia y se produjeron principalmente en partes del genoma que no codifican proteínas. Efectos en el objetivo — los cambios no deseados en el sitio objetivo — fueron más comunes (mediana de 1.69 %). 11 de los 12 pacientes voluntarios tuvieron células T editadas dos meses después de la infusión, aunque a niveles bajos. Los pacientes con niveles más altos de células editadas tuvieron menos progresión de la enfermedad. 

Más información: 

• Seguridad y viabilidad de las células T editadas con CRISPR en pacientes con cáncer de pulmón de células no pequeñas refractario - Yu y col., Nature Medicine
• Primer ensayo de células T editadas con CRISPR en cáncer de pulmón - Lacey y Fraietta, Trends in Molecular Medicine

El primer ensayo de terapia basado en CRISPR en los EE. UU. combinó enfoques de inmunoterapia CAR-T y PD-1, usando CRISPR para editar tres genes en total. Este estudio de fase 1, realizado por la Universidad de Pensilvania en colaboración con el Instituto Parker, se completó en 2020. Al igual que el ensayo chino, los objetivos eran determinar si el tratamiento era seguro y tenía efectos secundarios aceptables, no curar a los pacientes. Se trataron dos pacientes voluntarios con cáncer avanzado de glóbulos blancos (mieloma) y uno con cáncer de los huesos metastásico (sarcoma). Los investigadores reportaron que el tratamiento era seguro de administrar y tenía efectos secundarios aceptables. Las células T editadas se instalaron en la médula ósea y permanecieron en niveles estables durante los nueve meses del estudio. Las biopsias del paciente con cáncer de los huesos mostraron que las células T podían encontrar e infiltrar tumores. Rara vez se observaron efectos fuera del objetivo. Sin embargo, se observaron con frecuencia ediciones no deseadas en el sitio objetivo, con el 70 % de las células mostrando al menos una mutación en el sitio objetivo o cerca de él durante el proceso de fabricación de células T. Después de la infusión y con el tiempo el porcentaje de células con mutaciones en los pacientes disminuyó. 

“Algo realmente interesante es que el estudio estadounidense mostró un porcentaje de los grandes reordenamientos genómicos que la gente teme”, dice Hochstrasser. “Pero el porcentaje de células con estos cambios en realidad disminuyó con el tiempo. Parecía que las células que tenían ese tipo de mutaciones estaban muriendo o siendo superadas por las otras células. Entonces, parecía que las células que no querrías en el cuerpo en realidad no estaban quedándose en el cuerpo, lo que fue una sorpresa para mí y muy alentador”.

Más información:

• Células T diseñadas por CRISPR en pacientes con cáncer refractario - Stadtmauer y col., Ciencias:

Las terapias en los dos ensayos descritos anteriormente son autólogas: las células se toman de cada paciente, se editan, se multiplican y luego se vuelven a colocar en el mismo paciente. Este proceso es costoso, requiere mucho tiempo y pocas instalaciones pueden hacerlo. A veces, el proceso de fabricación, que comienza con células de un paciente enfermo, simplemente no funciona, produce células de baja potencia o las personas mueren de su enfermedad mientras esperan que se complete el proceso de fabricación. 

En octubre de 2021, CRISPR Therapeutics anunció los dE TRATAMIENTOS de su ensayo de fase 1 en curso en EE. UU. para una terapia de células T alogénicos. Las terapias alogénicas están hechas de células de un donante sano. Estas células se editan para atacar las células cancerosas y evitar que el sistema inmune del receptor las vea como una amenaza, y luego se multiplican en lotes enormes que se pueden administrar a un gran número de receptores. Los productos alogénicos reducen el costo, el tiempo hasta el tratamiento y, potencialmente, brindan células más consistentemente potentes. Las terapias alogénicas a veces se denominan "listas para usar".

El comunicado de prensa de CRISPR Therapeutics proporcionó resultados preliminares para personas con linfomas que habían sido tratadas y seguidas durante al menos cuatro semanas después del tratamiento. Los efectos secundarios no fueron graves y el perfil de seguridad fue superior al de otros productos CAR-T. En estos pacientes, casi el 60 % mostró una respuesta positiva al tratamiento, y el 21 % no mostró signos de enfermedad durante seis meses después de un solo tratamiento. Esto es similar a las terapias CAR-T autólogas aprobadas hechas sin tecnología CRISPR. 

Juntos, estos estudios indican que la terapia CAR-T diseñada con CRISPR puede ser una línea de tratamiento prometedora: parecen ser bastante seguras, los efectos secundarios son tolerables y el tratamiento no tiende a inducir una fuerte reacción inmunológica. 

A qué estar pendiente

La FDA ya ha aprobado las terapias CAR-T y los inhibidores de la vía PD-1 que no utilizan la edición del genoma. En otras palabras, el trabajo de prueba de principio para estas terapias ya se ha realizado con éxito. 

La eficiencia de la edición, es decir, el porcentaje de células que realmente obtuvieron ediciones, fue pobre en ambos ensayos autólogos. Pero estas pruebas se realizaron con tecnología de 2016 y ha habido mejoras significativas en los últimos seis años. Estos ensayos son una importante prueba de concepto sobre la seguridad y la tolerabilidad inmediatas del tratamiento, pero es de esperar que los nuevos ensayos muestren una mayor eficiencia de edición. 

Si los investigadores logran una mejor eficiencia en la edición, ¿funcionará la inhibición de puntos de control genéticos tan bien o mejor que los medicamentos que bloquean los puntos de control? ¿Será la edición de PD-1 tan o más efectiva que los tratamientos con anticuerpos que deshabilitan PD-1? La investigación futura tendrá que responder a estas preguntas. Y aunque en este momento el CAR-T basado en CRISPR no ofrece una ventaja sobre el CAR-T convencional, CRISPR ofrece opciones para desarrollar terapias de células T de maneras que no son posibles con las terapias de genesconvencionales. Los investigadores están trabajando en terapias de células T con edición CRISPR en las que se agregan genes en ubicaciones específicas del genoma, o utilizan la edición de base para realizar cambios en varios genes a la vez.  

El impulso hacia los tratamientos alogénicos o listos para usar es particularmente interesante, dada la posibilidad de un acceso más rápido y más amplio. Nos aseguraremos de estar atentos al desarrollo de este y otros productos alogénicos de inmunoterapia contra el cáncer. 

Hay dos grandes áreas más a las que se dirigen las inmunoterapias para el cáncer basadas en CRISPR. La primera está dirigida a tumores sólidos, con al menos tres ensayos en etapa inicial en curso actualmente. Los tumores sólidos son un desafío más difícil que los cánceres de la sangre. En primer lugar, en los cánceres de la sangre, las células cancerosas son más fáciles de alcanzar para las células inmunitarias. En los tumores sólidos, las células inmunitarias tienen que infiltrarse en una masa sólida que no es amistosa con las células T. En segundo lugar, los científicos todavía están tratando de encontrar formas de enviar células T específicamente a tumores sólidos. Y finalmente, cuando la terapia con células T es efectiva, mata las células cancerosas. Cuando se mata una gran cantidad de células a la vez, de un tumor grande o de varios tumores más pequeños, las células muertas pueden causar una reacción inflamatoria peligrosa. Definitivamente estaremos atentos a los datos de seguridad y efectos secundarios de los nuevos ensayos. 

"La gente ha estado pensando en varias formas de aumentar la funcionalidad de las células T", dice Alex Marson, MD, Ph.D., director de salud humana de IGI y profesor de medicina en UCSF. “CRISPR puede ser útil para agregar o eliminar genes para hacer que las células T sean más poderosas en tumores sólidos. Estamos buscando formas de mejorar la funcionalidad y la persistencia de las células T y la seguridad de este enfoque”. 

El otro desarrollo a tener en cuenta es llevar la inmunoterapia más allá de las células T. “Otra cosa que se avecina es el uso de diferentes tipos de células”, dice Marson. Además de los productos alogénicos de donantes sanos, los investigadores están trabajando en el desarrollo de células asesinas naturales y células derivadas de células madre para combatir el cáncer. 

CEGUERA GENÉTICA

TRASFONDO DE LA ENFERMEDAD

La amaurosis congénita de Leber (LCA) es la causa más común de ceguera infantil hereditaria, y LCA10 es la forma más común de LCA. Esta enfermedad es causada por una mutación en un solo nucleótido en un gen fotorreceptor, que conduce a una pérdida grave de la visión o ceguera en los primeros meses de vida. 

Las células fotorreceptoras del ojo convierten la luz en señales nerviosas que viajan al cerebro. En LCA10, el gen del fotorreceptor tiene una mutación, lo que lleva a las células a producir una versión defectuosa y acortada de una proteína crucial. Esta proteína defectuosa hace que las células fotorreceptoras sean disfuncionales. Cuando los pacientes con LCA10 reciben luz en el ojo, las células fotorreceptoras disfuncionales no pueden enviar todos los mensajes necesarios al cerebro. Sin una buena comunicación entre los ojos y el cerebro, los pacientes experimentan pérdida de visión o ceguera.

ESTRATEGIA DE TRATAMIENTO 

El tratamiento CRISPR para LCA10 realiza un cambio en el gen fotorreceptor defectuoso del paciente para que produzca una proteína funcional de tamaño completo en lugar de la versión corta y rota de la proteína. Si se editan suficientes células para producir la proteína saludable, la esperanza es que los pacientes recuperen la visión. 

Los pacientes voluntarios reciben una dosis única de la terapia CRISPR mediante inyección directamente en el ojo. La inyección contiene un virus (AAV) no patogénico que lleva la proteína Cas9 y su un ARN guía. Los virus se utilizan a menudo en la terapia genética y en la edición del genoma porque tienen una capacidad natural para entrar en las células. Para el tratamiento con LCA10, el vector viral está diseñado para que la terapia esté activa sólo en las células fotorreceptoras.

Este enfoque es un tratamiento en vivo, lo que significa que la edición del genoma ocurre dentro del cuerpo del paciente. En comparación con la edición ex vivo, la edición en vivo presenta más desafíos y diferentes riesgos. Uno de los mayores riesgos es que las herramientas de administración viral o los componentes de edición del genoma provoquen reacciones inmunitarias peligrosas en un paciente. Otro gran desafío es encontrar formas de prevenir que enzimas CRISPR-Cas CRISPR se queden demasiado tiempo, ya que eso les daría una mayor posibilidad de hacer cortes no deseados en el ADN.

Aunque las agujas cerca de los globos oculares hacen que la mayoría de las personas se sientan un poco mareadas, el ojo es en realidad un órgano ideal para la edición en vivo. Es pequeño, por lo que solo requiere un tratamiento de dosis única y volumen pequeño. El ojo tiene menos reactividad inmune que la mayoría de los tejidos, lo que hace menos probable una reacción inmune peligrosa. Y debido a que el ojo está relativamente contenido, es probable que los componentes de CRISPR no viajen a otras partes del cuerpo, por lo que existe un menor riesgo de edición del genoma o respuestas inmunes no deseadas en otros tejidos. En experimentos en un modelo de ratón de LCA con la misma mutación, los investigadores encontraron que aproximadamente el 10 % de las células mostraban la edición deseada; se cree que este es el porcentaje mínimo necesario para recuperar algo de la visión. El tratamiento mostró pocos efectos secundarios en modelos animales, y los estudios en células de la retina humana no mostraron efectos secundarios en más de 100 sitios con secuencias similares. Vea los datos preclínicos aquí. 

ENSAYO CLÍNICO CRISPR ACTUAL

Este es el primer ensayo de terapia CRISPR en vivo, lo que significa que es la primera vez que se usa CRISPR para editar los genes de alguien dentro de su propio cuerpo. El primer paciente voluntario en este estudio con sede en EE. UU., patrocinado por Editas Medicine, recibió una dosis baja del tratamiento en marzo de 2020. La administración del tratamiento a dos pacientes voluntarios en el primer grupo de dosis baja se completó en noviembre de 2020 y luego continuó la administración del tratamiento a cuatro pacientes voluntarios en un grupo de adultos de dosis media, completada en junio de 2021. Comenzar con una dosis baja reduce el riesgo de efectos secundarios peligrosos durante todo el ensayo. La inscripción para un grupo de adultos que recibirán una dosis alta (cuatro pacientes voluntarios) y un grupo pediátrico (cuatro pacientes) comenzó en junio de 2021, después de que se estableciera la seguridad de la administración del tratamiento a pacientes adultos con dosis bajas y medias. Se espera que la administración del tratamiento a los nuevos grupos se complete en julio de 2022. Los pacientes reciben la dosis en un solo ojo y el otro ojo sirve como control para evaluar la visión del ojo tratado y comparar. 

No se han publicado documentos que compartan datos de ensayos, pero Editas ha emitido comnunicados de prensa y presentó datos en dos conferencias en el otoño de 2021. Según los comunicados de prensa, no se observaron eventos adversos graves ni toxicidades limitantes de la dosis. 

La eficacia es difícil de evaluar en estos individuos. Debido a que su visión es tan reducida, no se puede usar la clásica prueba ocular de lectura de letras línea por línea con la que puede estar familiarizado. Se utilizaron una serie de otras pruebas, incluida la movilidad (p. ej., la capacidad de navegar alrededor de objetos en el camino de uno) y la capacidad de detectar la luz. Los investigadores todavía están buscando la mejor manera de evaluar el cambio de visión en estos pacientes. En dos de los tres sujetos de dosis media que fueron seguidos durante al menos tres meses, hubo mejoras en algunas de las evaluaciones de la visión. Escuche directamente a los participantes del ensayo, Carlene Knight y Michael Kalberer, aquí. 

Aprende más: 

• BRILLIANCE: un estudio de dosis única ascendente de fase 1/2 de EDIT-101, una terapia de edición de genes CRISPR en vivo en la degeneración retinal relacionada con CEP290 - Presentación de datos de Editas

A qué estar pendiente 

La FDA está satisfecha con los datos iniciales de seguridad, pero se desconoce la seguridad a largo plazo. Debido a que este tratamiento se administra con un vector viral, habrá expresión continua de componentes CRISPR-Cas en el ojo. La expresión continua presenta un mayor riesgo de ediciones de ADN no deseadas y, quizás lo que es más importante, de reacciones inmunitarias al vector viral y/o a la proteína Cas a largo plazo. Será necesario seguir a estos pacientes voluntarios durante los próximos años para ver cómo les va. 

En términos de eficiencia y efectos fuera del objetivo, actualmente no hay forma de evaluar directamente qué porcentaje de células se están editando o si hay ediciones no deseadas en pacientes voluntarios vivos. Las inferencias sobre la eficiencia de la edición sólo se pueden hacer en relación con la mejora de la visión entre los pacientes voluntarios. Los investigadores están siguiendo a las personas que ya han recibido dosis del tratamiento para rastrear si las mejoras en la visión son estables con el tiempo, si mejoran o si se pierden.

Este ensayo se produjo inmediatamente después de la aprobación por parte de la FDA de Luxturna, un producto de terapia genética para una enfermedad retiniana hereditaria diferente que provoca la pérdida de la visión. “La retina es un lugar prometedor para las terapias moleculares. De hecho, el aumento de genes [para los pacientes de Luxturna] tuvo una mejora tan espectacular que la FDA lo aprobó rápidamente”, dice Bruce Conklin, MD, director adjunto del IGI e investigador de los Institutos Gladstone. “Pero LCA10 era un objetivo mucho más difícil, ya que la pérdida de visión es tan grande que el cerebro en realidad pierde su escritura funcional en el ojo. Entonces, incluso si la terapia tiene éxito en la retina, el cerebro no puede procesar la información”. En otras palabras, debido a que el grado de pérdida de la visión es más grave en los pacientes con LCA10 y debido a que la pérdida de la visión ocurre antes en el desarrollo, es probable que la parte del cerebro que procesa la información visual no haya desarrollado todas las conexiones necesarias para la visión. Entonces, incluso si se corrige el problema de la retina, es posible que el cerebro de las personas con LCA10 no tenga la capacidad de procesar mucha información visual.

La compañía informó sus datos de mejora en algunas medidas en dos pacientes con un tono optimista. Escuche a esos individuos aquí. Dicho esto, la recepción por parte de la comunidad científica fue mixta. Algunos vieron los resultados como un paso en la dirección correcta; otros lo vieron como una profunda decepción. Con suerte, los próximos pasos del ensayo, el tratamiento de personas con LCA10 a una edad más temprana (cohorte pediátrica) y/o con dosis más altas (cohorte de adultos con dosis altas), producirán mejoras más dramáticas y definitivas. Los tratamientos con dosis más altas pueden resultar más efectivos, aunque también es más probable que provoquen reacciones inmunes más fuertes contra el tratamiento. En todos los escenarios, la cirugía necesaria para administrar la terapia es compleja y puede resultar ser el mayor riesgo de este enfoque.

DIABETES

TRASFONDO DE LA ENFERMEDAD 

Cuando comemos, los nutrientes de nuestros alimentos entran en nuestro torrente sanguíneo. La insulina es la molécula crucial que transporta el azúcar del torrente sanguíneo a nuestras células para usarla como energía. Las células beta del páncreas producen insulina. 

La diabetes tipo 1 (DT1) es un trastorno endocrino que ocurre cuando las células beta del páncreas se destruyen, generalmente por una reacción autoinmune. Sin suficientes células beta, el cuerpo no puede producir suficiente insulina. Las personas con diabetes tipo 1 deben monitorear cuidadosamente los niveles de azúcar en la sangre y de insulina durante toda su vida, evitando los niveles altos y bajos de azúcar en la sangre que amenazan la vida al programar cuidadosamente las comidas, el ejercicio y la autodosis de insulina. La diabetes tipo 1 no es causada por la dieta, el ejercicio o el peso, y no se puede controlar solo con cambios en el estilo de vida. El daño renal, la neuralgia, el daño a los vasos sanguíneos y al corazón, la pérdida de la visión y la amputación de extremidades son complicaciones comunes de la DT1. 

ESTRATEGIA DE TRATAMIENTO 

Los investigadores han estado interesados ​​durante mucho tiempo en trasplantar células pancreáticas sanas a personas con diabetes tipo 1. Si bien los ensayos clínicos en curso en esta área muestran que el trasplante de células pancreáticas puede beneficiar enormemente a las personas con DT1, las personas que reciben trasplantes de células pancreáticas convencionales deben tomar medicamentos que inhiben el sistema inmunitario de manera continua para que su cuerpo no ataque las células trasplantadas. Los medicamentos inmunosupresores pueden tener efectos secundarios graves, incluido un mayor riesgo de infecciones y cánceres peligrosos. 

En la nueva estrategia de tratamiento CRISPR, las células pancreáticas se fabricarán a partir de células madre. CRISPR se utilizará para editar los genes relacionados con el sistema inmune de estas células para que el sistema inmune del paciente no las ataque. Estas células se implantarán en el cuerpo del paciente en una bolsa especial. Los vasos sanguíneos crecerán a lo largo de la parte exterior de la bolsa, trayendo oxígeno a las células y nutrientes vitales de la sangre y absorbiendo la insulina de las células. El objetivo es que los pacientes tengan nuevas células pancreáticas sanas para ayudar a controlar o incluso curar su DT1 sin tener que tomar inmunosupresores. 

ENSAYO CLÍNICO CRISPR ACTUAL 

Actualmente hay un ensayo clínico para DT1, patrocinado por CRISPR Therapeutics y ViaCyte, Inc. El primer paciente voluntario fue tratado en Canadá a principios de este año. Este es un ensayo de fase 1, que evaluará la seguridad, los efectos secundarios y si las células pueden evitar el ataque del sistema inmune. Este ensayo representa el primer uso de CRISPR para tratar una enfermedad endocrina.  

A qué estar pendiente 

El trasplante convencional de células pancreáticas ya se está probando en ensayos clínicos con algunos signos claros de mejora en pacientes con diabetes tipo 1: algunos pueden dejar de autoadministrarse insulina por completo y aquellos que aún no lo hacen informan una mejora en el control del azúcar en la sangre. 

Hay dos diferencias principales en este ensayo: 1) las células trasplantadas se derivan de células madre y 2) se usa CRISPR para editar las células para evitar que el sistema inmune del paciente las detecte. Si esto funciona, los pacientes podrían tener el beneficio del trasplante (mejoría o incluso una cura para la DT1) sin los riesgos y efectos secundarios de los inmunosupresores. Datos iniciales de other de los ensayos por ViaCyte de células madre implantadas sin ediciones CRISPR muestran indicaciones positivas de que las células son seguras y se convierten en células productoras de insulina maduras. El resultado más crucial a observar será si las células en este ensayo pueden evadir con éxito la detección por parte del sistema inmune. 

Si este tratamiento tiene éxito, tiene una ventaja de escalabilidad sobre los trasplantes convencionales. En los trasplantes convencionales, las células provienen de un donante fallecido en base a compatibilidad individual o se recolectan y editan las propias células del paciente, un proceso altamente técnico que pocas instalaciones pueden realizar. En este ensayo, las células pancreáticas se fabrican a partir de una fuente de células madre que podría administrarse a cualquier paciente que lo necesite. En otras palabras, la bolsa de células editadas podría ser un producto estándar, en lugar de un producto fabricado individualmente. Los productos listos para usar son más rápidos, fáciles y baratos de fabricar que los productos personalizados y podrían aumentar la accesibilidad de esta terapia. 

ENFERMEDAD INFECCIOSA – ITU CRÓNICA 

TRASFONDO DE LA ENFERMEDAD 

Las infecciones del tracto urinario (ITU) son una infección común que causa más de 8 millones de visitas a proveedores de atención médica cada año. Las ITU ocurren cuando bacterias fotosintéticas que no deberían estar allí, toman residencia en la vejiga, los riñones, los conductos que conectan las vejigas con los riñones o el conducto a través del cual sale la orina del cuerpo. E. coli, una bacteria fecal común, suele ser la culpable. Por razones anatómicas, las infecciones urinarias son mucho más comunes en las mujeres. 

Las infecciones urinarias causan una sensación de ardor al orinar y la necesidad de orinar con frecuencia. Más allá de la incomodidad, pueden volverse peligrosas si afectan los riñones o si entran bacterias en el torrente sanguíneo. La mayoría de las infecciones urinarias se tratan fácilmente con un ciclo corto de antibióticos, pero a veces los antibióticos no son efectivos o la infección sigue reapareciendo, lo que se conoce como infección urinaria crónica. 

ESTRATEGIA DE TRATAMIENTO 

El tratamiento actualmente en ensayos clínicos es un cóctel de tres bacteriófagos combinados con CRISPR-Cas3, diseñado para atacar el genoma de las tres cepas de E. coli responsable de aproximadamente el 95% de las infecciones urinarias. La destrucción del genoma mata a las bacterias. 

Los bacteriófagos, o fagos para abreviar, son virus que atacan a las bacterias. Por lo general, funcionan inyectando su material genético en bacterias y usándolas como fábrica para producir más bacteriófagos. Eventualmente, la bacteria estallará y morirá a medida que libere más copias del fago. Los fagos se están desarrollando para su uso contra las infecciones bacterianas y recientemente han recibido más atención debido a que la resistencia a los antibióticos se ha convertido en una importante amenaza para la salud pública. 

En este tratamiento, los fagos han sido diseñados para ser una herramienta aún más poderosa contra E. coli. Además de la acción natural de los fagos que mata las bacterias, estos bacteriófagos contienen CRISPR-Cas3 en su genoma. Mientras que la proteína Cas más famosa, Cas9, realiza un corte preciso en un solo lugar, Cas3 tritura el ADN en las regiones genéticas que busca encontrar. En este tratamiento, el sistema CRISPR-Cas3 está hecho para atacar a los genomas de las cepas de E. coli de interés y dañarlas triturando tramos de ADN. En experimentos con células aisladas y en animales con infecciones del tracto urinario y otras infecciones, la adición de CRISPR-Cas3 hace que los fagos sean mucho más efectivos para matar E. coli. Locus Biosciences administró el tratamiento directamente a la vejiga mediante un catéter en el ensayo de fase 1.  

ENSAYO CLÍNICO CRISPR ACTUAL 

Este es el primer ensayo que utiliza una terapia basada en CRISPR para tratar infecciones. También es la primera prueba que utiliza la proteína Cas3, que se dirige a tramos más largos de ADN para su destrucción, en lugar de Cas9, que realiza un corte preciso en un lugar. 

Los fagos se han considerado una posible terapia antibacteriana desde que se identificaron por primera vez hace unos 100 años, pero el descubrimiento de antibióticos como la penicilina, así como la dificultad de patentar fagos, limitaron el desarrollo de terapias con fagos. En las últimas décadas, los médicos han usado ocasionalmente fagos para lo que se conoce como "tratamiento compasivo". El tratamiento compasivo es cuando se usa un medicamento o una terapia no aprobada para tratar a una persona gravemente enferma cuando no existen otros tratamientos. Se han publicado al menos 25 informes de casos de terapia compasiva con fagos en los últimos 20 años. Algunos informes afirman tener éxito en la curación de pacientes, pero bajo un tratamiento compasivo, los médicos usan diferentes fagos en diferentes cantidades para diferentes condiciones; los ensayos clínicos son necesarios para evaluar realmente la seguridad y eficacia de los tratamientos con fagos. 

A medida que la resistencia a los antibióticos tradicionales como la penicilina se convierte en una amenaza creciente para la salud pública, existe un interés renovado en desarrollar y probar terapias con fagos. Los fagos podrían, de alguna manera, incluso ser preferibles a los antibióticos efectivos, porque cada fago generalmente solo mata un tipo específico de bacteria. Los antibióticos también suelen ser destructivos para las bacterias saludables, mientras que la terapia con fagos tiene el potencial de ser mucho más específica y precisa. Además de las innovaciones que utilizan la tecnología CRISPR, este ensayo es significativo porque es uno de los primeros ensayos clínicos bien controlados para la terapia con fagos y el primero en combinar el sistema CRISPR con la terapia con fagos. 

Locus Biosciences completó su ensayo de fase 1b en EE. UU. en febrero de 2021. En comunicados de prensa, reportaron que los resultados del ensayo apoyaron la seguridad y la tolerabilidad de la nueva terapia, sin efectos adversos relacionados con el fármaco. Aún no se han publicado datos, pero Locus dice que los resultados iniciales muestran una disminución en el nivel de E. coli en la vejiga de pacientes voluntarios que recibieron el tratamiento basado en CRISPR. Un representante de Locus Biosciences ha confirmado que la compañía está avanzando con un ensayo de fase 2/3, que se espera que comience a reclutar pacientes en junio de 2022. La combinación de las fases 2 y 3 ayuda a acortar el tiempo hasta la posible aprobación de la terapia por parte de la FDA. 

A qué estar pendiente 

El ensayo completo fue de Fase 1, lo que significa que fue diseñado principalmente para probar si el tratamiento es seguro y tiene efectos secundarios tolerables, no qué tan efectivo es el tratamiento. Sin embargo, los resultados del ensayo indican que la terapia puede disminuir el nivel de E. coli en las vejigas de los pacientes infectados. Los investigadores de Locus también utilizaron este ensayo para realizar un análisis cuidadoso de la rapidez con la que los fagos pueden multiplicarse dentro del sistema urinario; este es el tipo de información sobre las terapias con fagos que se necesita para que el campo avance.  

Si bien Cas3 puede destruir tramos más largos de ADN, la capacidad de Cas9 para hacer roturas de doble cadena también podría ser efectiva para matar bacterias, pero por el momento no hay datos comparativos. "Quizás Cas3 podría prevenir mejor a cualquier sobreviviente rezagado que de alguna manera logró reparar el corte de Cas9", dice Hochstrasser. “Pero me gustaría saber si hay alguna diferencia, porque es parte de un sistema enorme que podría ser difícil de implementar en otros contextos”.

ENFERMEDAD INFECCIOSA – VIH/SIDA

TRASFONDO DE LA ENFERMEDAD 

El virus de la inmunodeficiencia humana, comúnmente conocido como VIH, es un virus que ataca el sistema inmunológico del cuerpo. El VIH infecta a los linfocitos T CD4, un tipo de célula inmunitaria que es importante para combatir las infecciones. El VIH hace copias de sí mismo dentro de la célula CD4 y luego mata la célula, liberando más copias del virus para infectar y matar otras células CD4. Si el VIH no se trata, puede provocar el síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA), una afección en la que el sistema inmunitario se daña gravemente y una persona puede enfermarse gravemente o morir a causa de infecciones comunes. Las personas con SIDA también son vulnerables a infecciones raras y cánceres que no se ven en personas con sistemas inmunológicos saludables. 

El SIDA se reconoció por primera vez en hombres homosexuales a principios de la década de 1980, y se necesitaron años de activismo para combatir el estigma social y obtener importantes fondos para la investigación. En 1987, la FDA aprobó el primer tratamiento que inhibe la replicación del VIH. Ahora hay seis tipos de medicamentos que se usan para tratar el VIH/SIDA, a menudo en combinación. Estos medicamentos son notablemente efectivos para reducir la cantidad de virus que tiene una persona VIH positiva, lo que permite que muchas personas VIH positivas vivan una vida larga y saludable. Sin embargo, el VIH es un retrovirus, lo que significa que almacena copias de su propio material genético dentro del propio genoma del huésped en forma inactiva. Incluso cuando las personas tienen niveles tan bajos del virus que no se detectan en los análisis de sangre, sus propias células actúan como un "depósito" desde el cual el virus puede reactivarse en cualquier momento. Debido a esto, actualmente no es posible eliminar el VIH del cuerpo. Los tratamientos antivirales, que pueden tener efectos secundarios graves con el tiempo, deben ser tomados de forma continua por ~1 millón de estadounidenses que son VIH positivos. 

ENFOQUE DEL TRATAMIENTO

En los tratamientos experimentales, el enfoque consiste en utilizar moléculas de edición del genoma CRISPR para apuntar a la secuencia de ADN del VIH almacenada en el genoma de la célula huésped. Los ARNs guía guía dirigen a la proteína Cas9 a cortar en dos sitios dentro del genoma del VIH, extirpando quirúrgicamente la mayor parte del genoma y eliminando efectivamente el VIH de la célula. El tratamiento CRISPR se administrará mediante un vector viral AAV9 y se administrará como tratamiento en vivo mediante infusión. 

ENSAYO CLÍNICO CRISPR ACTUAL 

Este es el primer ensayo dirigido a un retrovirus y está patrocinado por Excision Biotherapeutics. Actualmente está abierto para la inscripción, con el objetivo de inscribir a ~9 pacientes voluntarios a través de los EE. UU. Como ensayo de fase 1/2, los objetivos son evaluar la seguridad y los efectos secundarios, la dosis correcta y la eficacia del tratamiento para extirpar el virus de las células.  

A qué estar pendiente

Desde que los investigadores se enteraron del “depósito” del VIH, su objetivo ha sido eliminarlo para curar a los pacientes. En términos de eficacia, tenemos todas las razones para pensar que CRISPR podrá interrumpir y cortar el material genético del VIH en su escondite en el genoma humano. Pero la gran pregunta es ¿a qué porcentaje de células será capaz de llegar? ¿Puede editar suficientes células como para eliminar la infección? Este es un problema mucho más difícil que el tratamiento de condiciones como los trastornos de la sangre donde obtener suficientes células que produzcan suficientes proteínas saludables es suficiente para una cura. La edición de menos de la mitad de las células madre sanguíneas parece ser suficiente para curar eficazmente la enfermedad de células falciformes o la beta talasemia. Pero para que el tratamiento del VIH sea curativo, una terapia CRISPR necesita eliminar el material genético del VIH de casi todas las células donde se esconde. Muchos en el campo están altamente escépticos en que este enfoque pueda funcionar. 

Una preocupación común sobre las terapias de edición del genoma son los efectos fuera del objetivo: ediciones no deseadas realizadas por los componentes de edición del genoma. Este ensayo es solo la segunda administración sistémica de un tratamiento CRISPR. En la mayoría de los otros tratamientos, los tipos específicos de células se editan fuera del cuerpo y luego se vuelven a colocar después de la edición (como tratamientos para trastornos de la sangre, cáncer o DT1) o las terapias de edición del genoma se administran a órganos autónomos (como el tratamiento para la ceguera genética y la ITU crónica). La administración sistémica expone una amplia variedad de tejidos corporales a componentes de edición del genoma, lo que hace que el riesgo de efectos fuera del objetivo sea mayor que para los enfoques no sistémicos. 

“Esta es una Cas9 administrada por virus, la cual es una proteína altamente inmunogénica, con lo que, hasta donde sabemos, es un promotor ubicuo”, dice Urnov. "Es diferente a un editor en vivo que hace cortes en el ojo, que es un entorno autónomo inmunoprivilegiado". En otras palabras, cuando los tratamientos basados ​​en CRISPR son administrados por un virus y con esta secuencia genética particular, los componentes de edición del genoma pueden persistir en muchas partes del cuerpo durante mucho tiempo. Cuanto más tiempo estén en el cuerpo y cuanto más se propaguen, mayor será la oportunidad de ediciones no deseadas y reacciones inmunitarias contra los componentes CRISPR. Los individuos en este ensayo serán seguidos durante los próximos años para monitorear cualquier efecto en la salud a largo plazo que pueda estar asociado con cambios no deseados en el ADN. 

Este ensayo se realizará en pacientes que estén respondiendo bien a los tratamientos antirretrovirales. Si esta fase va bien, es probable que los ensayos futuros apunten a suspender los medicamentos de los pacientes y evaluar si el virus puede recuperarse o ha sido eliminado del cuerpo. 

Otra área de investigación de CRISPR que eventualmente puede ayudar a las personas con VIH u otras infecciones crónicas es la edición de células T para ayudar a controlar las infecciones. Para el VIH, esto podría venir en forma de edición de diferentes tipos de células T para eliminar mejor el virus o para que sean más resistentes a la infección. 

ENFERMEDAD DEL PLEGAMIENTO DE PROTEÍNAS - AMILOIDOSIS HEREDITARIA POR TRANSTIRETINA 

TRASFONDO DE LA ENFERMEDAD

La amiloidosis hereditaria por transtiretina (hATTR) es una enfermedad mortal causada por mutaciones en una sola letra del ADN en el gen TTR.

Cuando el gen TTR muta, produce una proteína que se pliega de manera incorrecta. Las proteínas plegadas incorrectamente se adhieren entre sí, formando grupos llamados fibrillas de amiloide, en un proceso llamado amiloidosis. Los grupos de proteínas se acumulan en órganos y tejidos, donde interfieren con las funciones normales. La ATTR tiene similitudes con otras enfermedades neurológicas relacionadas con el plegamiento incorrecto de proteínas y la amiloidosis, incluidas las enfermedades de Alzheimer y Parkinson. 

Las personas con ATTR tienen síntomas por primera vez en la edad adulta temprana o media. Los síntomas varían, pero por lo general incluyen efectos graves en el sistema nervioso y/o el corazón. El dolor nervioso, la pérdida del control del movimiento, los problemas digestivos, la pérdida de la visión, la demencia y la insuficiencia cardíaca son comunes en la ATTR. El daño al sistema nervioso y/o al corazón eventualmente mata al individuo.

La ATTR generalmente ocurre de manera espontánea, pero para algunas personas, el gen mutado se transmite de padres a hijos. Esto conduce a la ATTR hereditaria o hATTR. A menudo, las formas hereditarias de enfermedades neurológicas se entienden mejor que los casos espontáneos porque son más fáciles de estudiar. hATTR es una enfermedad rara que afecta a unas 50,000 personas en todo el mundo. 

ENFOQUE DEL TRATAMIENTO

El tratamiento que se está investigando utiliza herramientas CRISPR-Cas9 para reducir la cantidad de proteína TTR defectuosa que produce el cuerpo. Menos TTR defectuoso significa menos grumos de proteínas (amiloidosis). El tratamiento se administra en una dosis única por vía intravenosa. 

El objetivo de este tratamiento hATTR no es reparar un gen: es break el gen para que los pacientes dejen de producir la proteína defectuosa por completo. Los componentes de CRISPR cortan el gen TTR, creando una ruptura de doble cadena en el ADN. A medida que la célula intenta reparar el ADN sin una plantilla corregida, los intentos de reparación mutan aún más el gen. Y cuando un gen está demasiado dañado, una célula a veces deja de producir la proteína que codifica. 

Introducir los componentes de CRISPR en las células es un gran desafío para las terapias de edición del genoma en vivo. Muchos tratamientos en desarrollo usan virus para entregar los componentes de edición del genoma. Este es el primer ensayo clínico de una terapia CRISPR-Cas9 administrada en una nanopartícula lipídica. Los lípidos, o moléculas de grasa, rodean los componentes de edición de genes y pueden ingresar a la célula. 

En modelos animales, las nanopartículas lipídicas tienden a acumularse en el hígado. La TTR se produce principalmente en el hígado, por lo que los investigadores están aprovechando esto para llevar el tratamiento de forma natural a donde se necesita en el cuerpo. 

ENSAYO CLÍNICO CRISPR ACTUAL 

Este es el primer ensayo que utiliza nanopartículas de lípidos para administrar el tratamiento de edición del genoma. También es el primer ensayo que administra componentes de edición del genoma de forma sistémica, es decir, a todo el cuerpo en lugar de a un tipo específico de célula o tejido. 

El ensayo de fase 1 está patrocinado por Intellia Therapeutics en colaboración con Regeneron Pharmaceuticals. El primer paciente voluntario recibió la dosis en noviembre de 2020 en el Reino Unido. En total, se compartieron datos de quince pacientes voluntarios, que recibieron una de las cuatro posibles dosis de los reactivos de edición de genes. La mayoría de los eventos adversos fueron leves. Todos los pacientes voluntarios mostraron una reducción en los niveles de proteína TTR, y las dosis más altas llevaron a mayores reducciones en la proteína. El nivel de proteína se redujo en un promedio del 87 % en las personas que recibieron la dosis más alta. En trastornos amiloides como la TTR, el nivel de proteínas precursoras está relacionado con los resultados clínicos. En otras palabras, si los pacientes voluntarios continúan produciendo menos proteína TTR, es muy probable que tengan una enfermedad menos grave. El director ejecutivo de Intellia, John Leonard , espera que con reducciones dramáticas en la producción de proteínas tóxicas, los cuerpos de las personas puedan eliminar la proteína tóxica e incluso revertir el daño causado por la enfermedad, pero es demasiado pronto para saberlo. Actualmente, se están inscribiendo más pacientes voluntarios en el estudio de fase 1. 

Más información: 

• Edición de genes en vivo para la amiloidosis por transtiretina utilizando CRISPR-Cas9 — Gillmore et al., New England Journal of Medicine

A qué estar pendiente

Esta es la primera terapia CRISPR experimental que se administra sistémicamente para editar genes dentro del cuerpo humano. En otros tratamientos, tipos específicos de células se editan fuera del cuerpo y luego se vuelven a colocar después de la edición (como tratamientos para trastornos sanguíneos y cáncer) o se administran terapias de edición del genoma a órganos independientes (como tratamiento para ceguera genética y ITU crónica). Estas estrategias ayudan a garantizar que sólo se editen las células o el tejido de interés. 

Una preocupación común sobre las terapias de edición del genoma son las ediciones no deseadas realizadas por los componentes de edición del genoma. Esta es una preocupación particular con los tratamientos CRISPR administrados por virus, ya que los componentes de edición del genoma pueden persistir en la célula durante mucho tiempo, dándoles más oportunidades de cometer errores de edición. Evitar la entrega sistémica ayuda a reducir el riesgo general. 

En este ensayo, los riesgos se reducen porque 1) las nanopartículas lipídicas tienden a agregarse en el hígado, que es el tejido al que se dirige el tratamiento ATTR y 2) no se utilizan virus. En estudios con animales del tratamiento hATTR administrado por nanopartículas de lípidos, los componentes de edición del genoma se eliminaron del cuerpo en menos de una semana, lo que redujo drásticamente la posibilidad de ediciones no deseadas. Otro riesgo de la administración sistémica de los reactivos de edición es el potencial de desencadenar una reacción inmunitaria peligrosa: hasta ahora, las perspectivas son buenas ya que ningún participante del ensayo ha experimentado efectos secundarios graves. 

La eficiencia, es decir, qué porcentaje de células son editadas, es una gran pregunta. En primates no humanos, solo el 35-40% de las células hepáticas necesitan ser editadas para reducir los niveles de TTR lo suficiente como para tener un beneficio terapéutico. Todavía no hay informes sobre qué porcentaje de células se editan en estos pacientes, pero las fuertes reducciones en la proteína TTR son extremadamente alentadoras como indicadores de la eficiencia de la edición y la eficacia del tratamiento. Estaremos observando de cerca para ver si estas reducciones en la proteína TTR duran con el tiempo y conducen a cambios en los resultados del mundo real para los participantes del ensayo. 

Los primeros indicadores positivos de este ensayo son alentadores para el tratamiento de otros trastornos en los que la edición del tejido hepático puede ser beneficiosa. Escuche directamente a Patrick Doherty, un participante del ensayo. 

ENFERMEDAD INFLAMATORIA – ANGIOEDEMA HEREDITARIO

TRASFONDO DE LA ENFERMEDAD

En el angioedema hereditario (AEH), una persona tiene ataques severos de inflamación que provocan hinchazón. La hinchazón generalmente ocurre en los brazos y las piernas, la cara, los intestinos o las vías respiratorias. La inflamación de los intestinos puede provocar dolor intenso, náuseas y vómitos, y la inflamación de las vías respiratorias puede poner en peligro la vida. Las personas con AEH generalmente comienzan a tener ataques en la infancia. Sin tratamiento, los ataques ocurren cada 1 a 2 semanas, con una duración de 3 a 4 días cada uno. El AEH afecta aproximadamente a 1 de cada 50,000 personas. 

Hay tres tipos conocidos de AEH. Los tipos I y II son causados ​​por mutaciones en el gen que produce la proteína inhibidora de C1. En individuos sanos, las proteínas que aumentan y disminuyen la inflamación se encuentran en un cuidadoso equilibrio, lo que ayuda al cuerpo a responder a las amenazas y lesiones al nivel apropiado. La proteína inhibidora de C1 ayuda a reducir la inflamación. En AEH, las mutaciones conducen a niveles más bajos de proteína inhibidora de C1. Sin suficiente proteína inhibidora de C1, la proteína bradicinina se acumula en la sangre. La bradicinina hace que el líquido se escape de los vasos sanguíneos hacia los tejidos corporales. Cuando esto sucede en exceso, conduce a ataques de hinchazón de AEH. 

Las opciones de tratamiento actuales requieren píldoras diarias o administración intravenosa (IV) o inyección con una frecuencia de hasta dos veces por semana. Incluso cuando se administra con regularidad, las personas con AEH pueden experimentar ataques ocasionales. 

Al igual que hATTR, el angioedema puede ocurrir espontáneamente, pero para algunas personas, el gen mutado se transmite de sus padres biológicos. Esto conduce al angioedema hereditario. El AEH es una enfermedad rara que afecta a unas 150,000 personas en todo el mundo.

ESTRATEGIA DE TRATAMIENTO

El tratamiento que se encuentra actualmente en ensayos clínicos utiliza herramientas CRISPR-Cas9 para reducir la cantidad de proteína bradicinina que produce el cuerpo. Menos bradicinina significa menos inflamación e hinchazón. El tratamiento se administra en una dosis única por vía intravenosa. Al igual que en el tratamiento hATTR, el objetivo no es reparar un gen, sino romper un gen para detener el proceso de la enfermedad. 

Los componentes de CRISPR cortan el gen TTR, creando una ruptura de doble hebra en el ADN. A medida que la célula intenta reparar el ADN sin una plantilla corregida, los intentos de reparación mutan aún más el gen. Y cuando un gen está demasiado dañado, una célula a veces deja de producir la proteína que codifica. 

La proteína precalicreína se procesa en calicreína, que es crucial para producir bradicinina. En este tratamiento, el objetivo es hacer que el gen que codifica la precalicreína no funcione (knock-out), reduciendo la cantidad de calicreína y, en última instancia, reduciendo la cantidad de bradicinina. CRISPR-Cas9 se usa para hacer un corte en el gen de la precalicreína y cuando el cuerpo intenta reparar la ruptura del ADN, hace que el gen no funcione. Si esto funciona según lo previsto, reducirá la cantidad de bradicinina, volviendo a equilibrarla con la proteína inhibidora de C1 para prevenir ataques de inflamación. Investigación previa muestra cuánta calicreína debe reducirse para prevenir ataques. En el trabajo de Intellia en modelos de primates no humanos una sola dosis del tratamiento basado en CRISPR puede reducir la proteína calicreína a este nivel, y la reducción se mantuvo durante más de un año.

En este ensayo, los reactivos CRISPR-Cas9 se administran mediante nanopartículas de lípidos. Al igual que en hATTR, el objetivo es editar células en el hígado. Las nanopartículas de lípidos tienen una tendencia natural a acumularse en el hígado, por lo que los investigadores están aprovechando esto para llevar el tratamiento a donde debe estar. Este es un tratamiento sistémico en vivo, administrado por vía intravenosa. 

ENSAYO CLÍNICO CRISPR ACTUAL 

Este estudio de fase 1/2 está patrocinado por Intellia Therapeutics, e inscribe hasta 55 pacientes voluntarios en Nueva Zelanda. La primera fase probará dos dosis diferentes del tratamiento, analizando la seguridad y los efectos secundarios. La segunda fase comparará la eficacia del tratamiento en relación con el placebo.  

A qué estar pendiente

Este ensayo utiliza el mismo diseño que el ensayo de Intellia para hATTR: componentes CRISPR-Cas empaquetados en nanopartículas lipídicas, administrados por vía intravenosa. Las nanopartículas de lípidos se acumulan en el hígado, que es donde los investigadores esperan que se produzca la edición. Éste es un ejemplo de una tecnología de plataforma: utilizar los mismos componentes, entrega y método de administración para un tratamiento, mientras sólo se cambia un componente para adaptar la terapia a una enfermedad diferente. Para los tratamientos basados ​​en CRISPR, el componente variable suele ser el ARN guía que determina dónde se realizará un corte de ADN. El éxito temprano del tratamiento hATTR de Intellia en la reducción de la proteína objetivo es un indicador positivo para la plataforma de administración intravenosa/nanopartículas lipídicas para la edición del hígado. 

Una ventaja tanto del ensayo hATTR como de este ensayo (AEH) es que cada uno tiene un biomarcador útil que se puede medir. Un biomarcador es una molécula en la sangre, la orina u otro líquido corporal que se puede medir como diagnóstico para evaluar qué tan bien está funcionando un tratamiento. Para AEH, los investigadores usarán análisis de sangre para ver si los componentes de edición del genoma reducen con éxito los niveles de proteínas que causan inflamación. Esta es una ventaja real sobre ensayos como el ensayo LCA10, en el que los investigadores no tienen una forma directa de evaluar si la edición exitosa del genoma se está produciendo en un sujeto vivo. En el estudio AEH, los investigadores también monitorearán la cantidad de ataques de inflamación después del tratamiento.