L'objectiu final d'aquesta recerca és establir les bases per a l'aplicació de la teràpia cel·lular en el tractament de les distròfies de retina, mitjançant la implantació de cèl·lules sanes, obtingudes a partir de cèl·lules iPS, en els teixits afectats del pacient.
Equip investigador
Principal: Dra. Esther Pomares
Co-investigadors: La Dra. Paula Gaudó, el Dr. Arnau Navinés i la Dra. Laura Siles (Departament de genètica) i el Dr. Borja Corcóstegui (Departament de Retina i Vitri)
Finançament
Fundació Bancària “La Caixa”
Fons propis de Fundació IMO
Durada
Novembre de 2017 – actualitat
Descripció del projecte
El primer objectiu d'aquest projecte de recerca, és obtenir un model d'estudi per a les distròfies de retina, un grup heterogeni de patologies congènites que constitueixen la primera causa de ceguesa hereditària als països desenvolupats. Per a això, es pretén obtenir cèl·lules mare induïdes (cèl·lules iPS) a partir de biòpsies de pell dels propis pacients afectats, que seran posteriorment reprogramades a cèl·lules de la retina com, per exemple, els fotoreceptors. Aquestes cèl·lules permetran l'estudi funcional d'algunes de les mutacions que causen les distròfies de retina, així com l'anàlisi de l'eficàcia de noves eines per al tractament d'aquesta mena de patologies.
L'assaig terapèutic a partir d'aquestes cèl·lules és el segon objectiu del projecte, que consisteix en la correcció “in vitro” dels gens alterats a partir de la nova i revolucionària tecnologia de teràpia gènica CRISPR-Cas9. D'aquesta manera, si els resultats en el laboratori demostren que la metodologia corregeix les mutacions i que, a més, és segura per a frenar la pèrdua de visió, s'obrirà la porta a la seva futura aplicació en pacients.
En conjunt, els resultats d'aquest estudi de recerca establiran les bases per a l'aplicació de la teràpia cel·lular en les malalties hereditàries de la retina, mitjançant la implantació de cèl·lules sanes en els teixits afectats del pacient. D'aquesta manera, mentre que la teràpia gènica pretén frenar la pèrdua de visió, la teràpia cel·lular permetrà en un futur la recuperació de la funció visual del pacient.
Estat actual del projecte
Juny de 2022
Els resultats obtinguts fins a finals de l'any 2019, van permetre generar 7 noves línies de cèl·lules iPS a partir de mostres de pell de 7 pacients afectes de diferents tipus de distròfies de retina, entre les quals hi ha la Malaltia de Stargardt i la Retinosi Pigmentària. A més, aquests models cel·lulars es van caracteritzar i van ser publicats a revistes científiques internacionals d'alt impacte.
Aquestes cèl·lules mare, amb capacitat de transformar-se en qualsevol cèl·lula de l'organisme (cèl·lules pluripotents), es van diferenciar cap als dos principals tipus cel·lulars de la retina: els fotoreceptors i les cèl·lules de l'epiteli pigmentari de la retina (EPR).
Actualment, també estem treballant en un protocol de llarga durada, d'aproximadament 9 mesos, amb què es pretén generar cultius 3D, també anomenats organoides, per generar retines en cultiu a partir de les cèl·lules mare derivades dels 7 pacients. Aquests organoides mimetitzen de forma més precisa la retina dels nostres pacients i, per tant, els defectes funcionals que aquesta presenta. Els tres models estudiats (fotoreceptors, EPR i organoides) ens permeten determinar amb profunditat les causes cel·lulars i moleculars de les distròfies de retina i també estudiar-ne el possible ús en teràpia gènica i cel·lular.
D'altra banda, estem tractant de corregir les variants genètiques descrites en els pacients a les diferents línies iPS, procés conegut com a edició gènica. Això ho fem mitjançant diverses tecnologies basades en l'enginyeria genètica com a CRISPR/Cas9 o TALENs. Actualment estem treballant i usant nous dissenys per intentar optimitzar el procés. L'objectiu final de l'edició gènica és poder reparar in vitro les alteracions genètiques i poder revertir la patologia a les cèl·lules del pacient cultivades, de manera que més endavant es puguin fer servir com a tractament terapèutic.
Publicacions
- Riera M, Patel A, Corcostegui B, Chang S, Sparrow JR, Pomares E, Corneo B. Establishment and characterization of an iPSC line (FRIMOi001-A) derived from a retinitis pigmentosa patient carrying PDE6A mutations. Stem Cell Res. 2019 Mar;35:101385.
- Riera M, Patel A, Corcostegui B, Chang S, Corneo B, Sparrow JR, Pomares E. Generation of an induced pluripotent stem cell line (FRIMOi002-A) from a retinitis pigmentosa patient carrying compound heterozygous mutations in USH2A gene. Stem Cell Res. 2019 Mar;35:101386.
- Riera M, Patel A, Burés-Jelstrup A, Corcostegui B, Chang S, Pomares E, Corneo B, Sparrow JR. Generation of two iPS cell lines (FRIMOi003-A and FRIMOi004-A) derived from Stargardt patients carrying ABCA4 compound heterozygous mutations. Stem Cell Res. 2019 Apr;36:101389.
- Domingo-Prim J, Riera M, Burés-Jelstrup A, Corcostegui B, Pomares E. Establishment of an induced pluripotent stem cell line (FRIMOi005-A) derived from a retinitis pigmentosa patient carrying a dominant mutation in RHO gene. Stem Cell Res. 2019 Jul;38:101468.
- Domingo-Prim J, Riera M, Abad-Morales V, Ruiz-Nogales S, Corcostegui B, Pomares E. Generation of Best disease-derived induced pluripotent stem cell line (FRIMOi006-A) carrying a novel dominant mutation in BEST1 gene. Stem Cell Res. 2019 Oct;40:101570.
- Domingo-Prim J, Abad-Morales V, Riera M, Navarro R, Corcostegui B, Pomares E. Generation of an induced pluripotent stem cell line (FRIMOi007-A) derived from an incomplete achromatopsia patient carrying a novel homozygous mutation in PDE6C gene. Stem Cell Res. 2019 Oct;40:101569.
