UCLA dezvoltă o terapie CRISPR pentru tratamentul bolii celulelor secera
O echipă de cercetători de la UCLA a avansat o abordare experimentală CRISPR pentru boala celulelor secera, transformând-o într-o terapie cu celule stem sanguine care poate fi fabricată la scară și calitate necesare pentru un studiu clinic.
Terapia utilizează editarea genetică CRISPR-Cas9 pentru a corecta mutația punctiformă unică care cauzează boala celulelor secera în celulele stem hematopoietice ale pacientului. În studii preclinice, cercetătorii au stabilit un proces de fabricație reproductibil și au demonstrat că celulele roșii din sânge, diferite in vitro din celulele editate, au produs mai puțin hemoglobină secera comparativ cu cele crescute din celule needitate. De asemenea, au constatat că proporția copiilor genelor corectate nu a scăzut semnificativ după ce celulele umane editate au fost transplantate în șoareci și au avut timp să se integreze timp de 16 săptămâni.
Boala celulelor secera este o afecțiune genetică a sângelui cauzată de o mutație în gena beta-globină, responsabilă pentru producerea uneia dintre cele două tipuri de lanțuri proteice care compun hemoglobina — proteina din celulele roșii care transportă oxigenul. Mutația determină rigidizarea și modificarea formei celulelor roșii în formă de secera, ceea ce duce la blocarea fluxului sanguin, anemie, dureri severe, insuficiență organică și o speranță de viață redusă. În Statele Unite, boala celulelor secera afectează disproporționat populația afro-americană, apărând la aproximativ 1 din fiecare 365 de nașteri de culoare sau afro-americane.
Administrația SUA pentru Alimente și Medicamente a aprobat două terapii genice pentru boala celulelor secera: una utilizează un vector viral pentru a adăuga o versiune modificată, anti-secera a genei beta-globină în celulele stem ale pacientului; cealaltă folosește CRISPR pentru a spori producția de hemoglobină fetală, care ajută la prevenirea modificării celulelor roșii. Terapia experimentală utilizează în schimb CRISPR-Cas9 pentru a corecta direct mutația celulelor stem hematopoietice ale pacientului, folosind un șablon de ADN nonviral pentru a ghida corecția.
Transferarea terapiei din laborator în clinică a necesitat o creștere drastică a scalei procesului. Experimentele de laborator pot implica câteva sute de mii de celule, dar fabricarea unei terapii pentru un singur pacient necesită procesarea și editarea a sute de milioane de celule. Cercetătorii au dezvoltat un proces de fabricație în care celulele stem sanguine colectate din sânge sunt menținute în cultură timp de două zile, apoi expuse la impulsuri electrice care deschid pori temporari în celule, permițând CRISPR-Cas9 și o fâșie scurtă de ADN corectiv să pătrundă.
Echipa a finalizat șapte runde de fabricație, patru la scară clinică completă, folosind celule de la persoane cu boala celulelor secera și donatori sănătoși. Toate runde de fabricație la scară mare au îndeplinit cerințele de calitate stabilite, producând produse celulare cu puritate și viabilitate ridicată a celulelor stem și corectarea cu succes a mutației celulelor secera. Atunci când celulele editate au fost crescute în celule roșii în laborator, acestea au produs semnificativ mai puțin hemoglobină secera și niveluri crescute de hemoglobină adultă și fetală sănătoasă. Studii suplimentare asupra șoarecilor au arătat că celulele umane editate s-au integrat cu succes și că proporția copiilor genelor corectate a rămas stabilă pe parcursul a 16 săptămâni. De asemenea, nu au fost observate toxicități notabile legate de tratament sau dovezi ale modificărilor tisulare anormale, susținând siguranța preclinică a produsului celular și avansarea acestuia spre testare clinică.
Dacă suficiente celule stem hematopoietice corectate, de lungă durată, se integrează cu succes, terapia ar putea oferi un tratament unic cu potențialul de a vindeca boala celulelor secera, permițând acelor celule stem corectate să continue să producă celule roșii care conțin hemoglobină adultă normală. Procesul de fabricație a fost implementat la UCLA pentru a produce produse celulare pentru doi participanți la un studiu clinic în curs de desfășurare de fază 1 condus de Mark Walters la UCSF Benioff Children’s Hospital Oakland. Acest studiu va evalua siguranța și eficacitatea tratamentului, inclusiv dacă celulele corectate persistă în pacienți pe termen lung. Această abordare ar putea oferi, de asemenea, un cadru pentru transferul altor terapii de editare genetică pentru afecțiuni hematologice ereditare din laborator în clinică.
