Células iPS como herramienta de estudio y modelo para implementar el sistema CRISPR-Cas en el tratamiento de las Distrofias de Retina

Células iPS como herramienta de estudio y modelo para implementar el sistema CRISPR-CAS en el tratamiento de las Distrofias de Retina

El objetivo final de esta investigación es sentar las bases para la aplicación de la terapia celular en el tratamiento de las distrofias de retina, mediante la implantación de células sanas, obtenidas a partir de células iPS, en los tejidos afectados del paciente.

Equipo investigador

Principal: Dra. Esther Pomares
Co-investigadores: Dr. Arnau Navinés, Dra. Laura Siles Siles y Dra. Paula Godó (Departamento de Genética) y Dr. Borja Corcóstegui (Departamento de Retina y Vítreo)

Financiación

Fundació Bancària “La Caixa”
Fondos propios de Fundación IMO

Duración

Noviembre de 2017 – actualidad

Descripción del proyecto

El primer objetivo de este proyecto de investigación, es obtener un modelo de estudio para las distrofias de retina, un grupo heterogéneo de patologías congénitas que constituyen la primera causa de ceguera hereditaria en los países desarrollados. Para ello, se pretende obtener células madre inducidas (células iPS) a partir de biopsias de piel de los propios pacientes afectados, que serán posteriormente reprogramadas a células de la retina como, por ejemplo, los fotoreceptores. Estas células permitirán el estudio funcional de algunas de las mutaciones que causan las distrofias de retina, así como el análisis de la eficacia de nuevas herramientas para el tratamiento de este tipo de patologías. 

El ensayo terapéutico a partir de estas células es el segundo objetivo del proyecto, que consiste en la corrección “in vitro” de los genes alterados a partir de la nueva y revolucionaria tecnología de terapia génica CRISPR-Cas9. De este modo, si los resultados en el laboratorio demuestran que la metodología corrige las mutaciones y que, además, es segura para frenar la pérdida de visión, se abrirá la puerta a su futura aplicación en pacientes.

En conjunto, los resultados de este estudio de investigación sentarán las bases para la aplicación de la terapia celular en las enfermedades hereditarias de la retina, mediante la implantación de células sanas en los tejidos afectados del paciente. De este modo, mientras que la terapia génica pretende frenar la pérdida de visión, la terapia celular permitirá en un futuro la recuperación de la función visual del paciente. 

Estado actual del proyecto

Junio de 2022

Los resultados obtenidos hasta finales del año 2019, permitieron generar 7 nuevas líneas de células iPS a partir de muestras de piel de 7 pacientes afectos de diferentes tipos de distrofias de retina, entre las que se encuentran la Enfermedad de Stargardt y la Retinosis Pigmentaria. Además, estos modelos celulares se caracterizaron y fueron publicados en revistas científicas internacionales de alto impacto. 

Estas células madre, con capacidad de transformarse en casi cualquier célula del organismo (células pluripotentes), se diferenciaron hacia los dos principales tipos celulares de la retina: los fotorreceptores y las células del epitelio pigmentario de la retina (EPR). 

Actualmente,también estamos trabajando en un protocolo de larga duración, de aproximadamente 9 meses, con el que se pretende generar cultivos 3D, también llamados organoides, para generar retinas en cultivo a partir de las células madre derivadas de los 7 pacientes. Estos organoides, mimetizan de forma más precisa la retina de nuestros pacientes y, por lo tanto, los defectos funcionales que ésta presenta. Los tres modelos estudiados (fotorreceptores, EPR y organoides) nos están permitiendo determinar con profundidad las causas celulares y moleculares de las distrofias de retina y también estudiar su posible uso en terapia génica y celular.

Por otro lado, estamos tratando de corregir las variantes genéticas descritas en los pacientes en las diferentes líneas iPS, proceso conocido como edición génica. Esto lo hacemos mediante varias tecnologías basadas en la ingeniería genética como CRISPR/Cas9 o TALENs. Actualmente estamos trabajando y usando nuevos diseños para tratar de optimizar el proceso. El objetivo final de la edición génica es poder reparar in vitro las alteraciones genéticas y poder revertir la patología en las células del paciente cultivadas, de forma que más adelante se puedan usar como tratamiento terapéutico.

Publicaciones