Desde 1966, destacados inmunólogos, médicos e investigadores en genoterapia se han reunido cada uno o tres años para analizar los últimos hallazgos y barreras en la búsqueda de posibles curas genéticas para los trastornos hemorrágicos. Cada vez que se han reunido, han llegado a la conclusión de que, si bien se ha aprendido mucho, aún queda mucho por hacer.
La Comunidad Científica no se detiene por una pandemia
En noviembre, los copresidentes Glenn Pierce, MD, PhD, y David Lillicrap, MD, junto con el Departamento de Información y Programas Médicos de la Fundación Nacional de Hemofilia (National Hemophilia Foundation, NHF), convocaron el 16.° taller sobre tecnologías novedosas y transferencia de genes para la hemofilia en Washington, DC. La comunidad híbrida de asistentes en línea y enmascarados, socialmente distanciados de todo el mundo, presentó su última investigación sobre genoterapia para trastornos hemorrágicos y se desafiaron unos a otros a través de debates reflexivos.
El origen de la genoterapia
Una vez que los investigadores descubrieron que el
Los virus naturales (como los virus del resfriado) pueden llevar material genético a las células, “engañándolas” para que hagan más copias. Los científicos han aprovechado esto y han ideado adaptaciones para administrar genoterapia utilizando "vectores" basados en virus. Sin embargo, algunos vectores virales han producido eventos adversos graves, incluido el cáncer.
La
Los aspectos más importantes de la genoterapia son la eficacia y la seguridad, seguidos de la efectividad y el costo. La distinción es entre cómo funciona el tratamiento en una condición ideal controlada, como en los estudios de investigación discutidos en el taller (eficacia) frente a los posibles efectos secundarios que pueden ocurrir una vez que la terapia se usa en el mundo real (efectividad). Estas bases son fundamentales para comprender lo que los investigadores han aprendido y hacia dónde se encamina la genoterapia.
Fundamentos de los trastornos hemorrágicos
La sangre contiene proteínas (factor de coagulación) que ayudan a detener el sangrado después de una lesión o cirugía. La hemofilia, un trastorno sanguíneo poco frecuente, involucra cantidades bajas de factor de coagulación del factor VIII o del factor IX, lo que hace que la sangre de una persona no coagule correctamente, lo que provoca hemorragias nasales, sangre en la orina o las heces, problemas de sangrado después de una lesión o cirugía, o sangrado inexplicable, dolor, hinchazón u opresión en las articulaciones. Los niveles extremadamente bajos de factor de coagulación indican un diagnóstico más grave y posibles problemas de salud graves relacionados con el sangrado.
El tratamiento preferido actual para la hemofilia es reemplazar el factor faltante o administrar medicamentos que eviten la necesidad del factor faltante. Las personas pueden aprender a administrar el tratamiento (concentrados de factores de coagulación) inyectándolos en una vena (infusión) para tratar episodios de sangrado periódicos. Su proveedor de atención médica también puede recetar infusiones profilácticas regulares para tratar de prevenir episodios de sangrado.
Puntos destacados del taller
Los estudios que se presentaron en el taller, que involucraron llevar una terapia novedosa del laboratorio a los ensayos en la clínica, fueron complejos. La investigación se está realizando en ratones, primates y perros. Los presentadores discutieron la genoterapia dirigida a las células del hígado (hepatocitos) y la médula ósea (intraósea).
Aunque se han evaluado múltiples vehículos (vectores) para dirigirse al hígado para la genoterapia en personas con hemofilia, la mayor parte de la discusión se centró en los virus adenoasociados (adeno-associated viruses, AAV) y los vectores lentivirales.
1. Avances en la investigación de AAV
Los AAV son pequeños virus que infectan a algunos primates, incluidos los humanos. Los AAV producen una respuesta inmunitaria leve en lugar de causar enfermedad, y diferentes AAV tienen afinidad por diferentes tejidos. A partir de 2019, se utilizaron AVV en más de 250 ensayos clínicos de genoterapia en una variedad de enfermedades, incluida la hemofilia.
En modelos animales y de laboratorio, los investigadores identificaron el principal mecanismo que conduce a la formación de partículas genómicas generadas por el entorno de la célula huésped. Los científicos concluyeron que sus resultados proporcionan nuevas pistas sobre cómo mejorar tanto la eficiencia como la seguridad de los vectores.
Otro investigador compartió que las diferencias entre roedores y humanos se hicieron evidentes en los ensayos clínicos de AAV. Algunos hallazgos en modelos de ratones se replicaron en humanos, pero otros se han traducido de manera deficiente. Los investigadores aún necesitan comprender mejor cómo las células hepáticas humanas (hepatocitos) pueden reemplazar el tejido funcional de ratón de un órgano (parénquima). También discutieron las limitaciones y estrategias para mejorar los modelos preclínicos de ratones con genoterapia de AAV. Además, los investigadores discutieron sus esfuerzos en curso para mejorar la capacidad de los vectores AAV para atacar e infectar células específicas.
Además, los estudios que observaron el tejido hepático transducido por AAV bajo un microscopio encontraron que después de una sola infusión de genoterapia (AAV5-hFVIII-SQ), se produjeron niveles clínicamente significativos de factor VIII y sangrado anualizado reducido. El análisis del efecto de la terapia en los hígados no demostró cambios estructurales y sí una leve acumulación de grasa en los hígados de cuatro de cinco participantes.
2. Avances en vectores lentivirales
Los investigadores también explicaron que un vehículo derivado del virus de la inmunodeficiencia humana 1 (VIH-1) es el vector lentiviral más utilizado en la genoterapia. Sin embargo, la producción de vectores lentivirales ha sido un reto y de bajo rendimiento y, por lo tanto, no rentable. Un ensayo que usó genoterapia lentiviral con un régimen de inmunosupresión con corticosteroides en primates no humanos demostró una transferencia génica hepática eficiente y bien tolerada, con un índice terapéutico mejorado para el factor VIII.
Otro estudio administró vectores lentivirales en la médula ósea, dirigidos al factor VIII. La administración de genoterapia en la tibia o el hueso de la cadera de cuatro perros con hemofilia A dio como resultado factor VIII en las plaquetas de los perros tratados, pero no expresión de factor VIII en su plasma. Todos los perros tratados redujeron el sangrado anual en los dos años posteriores a la genoterapia.
Los investigadores también evaluaron la terapia de transferencia de genes en células madre de ratones humanizados que dan lugar a otras células sanguíneas. La inyección de vectores lentivirales en la médula ósea de ratones humanizados condujo a la expresión de plaquetas del factor VIII. Los resultados indican seguridad y eficacia en ratones caninos y humanizados, agregando evidencia para traducir el modelo a ensayos clínicos.
Genética de la hemofilia:
Debido a que la hemofilia es un trastorno hereditario, comprender la genética es importante para comprender el posible impacto de la genoterapia. Los genes proporcionan instrucciones para producir proteínas. Generalmente, una mutación en el gen que da las instrucciones para el factor de coagulación se transmite de una generación a la siguiente, y puede provocar que la sangre no se coagule correctamente. Una persona hereda un cromosoma de cada padre. Las mujeres tienen cromosomas XX y los hombres XY. El gen de los factores VIII y IX se encuentra en el cromosoma X, por lo que los hombres tendrán una enfermedad sintomática si su único cromosoma X tiene la mutación de la hemofilia. Un padre con la mutación se la transmite a sus hijas cuando les da su único cromosoma X. No le pasaría la mutación a ningún hijo, ya que el cromosoma Y que pasa no tiene la mutación.
Una mujer puede tener un cromosoma X con la mutación y otro sin la mutación, por lo que su cromosoma X no afectado puede producir suficiente factor de coagulación como para que no se dé cuenta de que es portadora. Una madre que tiene un cromosoma X afectado tiene un 50 % de posibilidades de transmitirlo a su descendencia. Es raro que una madre tenga dos cromosomas X afectados, pero si los tuviera, transmitirá un cromosoma X afectado al 100 % de su descendencia.
3. Investigación de genoterapia para la VWD
Si bien la investigación de la genoterapia para la hemofilia se encuentra en etapas avanzadas, otros trastornos hemorrágicos no han recibido la misma atención. La investigación de la enfermedad de Von Willebrand, en particular, ha enfrentado obstáculos.
El ADN complementario (ADNc) que codifica el factor de von Willebrand (von Willebrand factor, VWF) supera el tamaño físico compatible para la administración de AAV. Además, el VWF se expresa mejor en la capa delgada de células que recubren la superficie interior de todos los vasos sanguíneos (células endoteliales) que en las células del hígado (hepatocitos). Los investigadores están trabajando en mecanismos para superar estos problemas. El uso de un vector específico (AAV9 de doble híbrido) para superar las limitaciones de tamaño dio como resultado la expresión a largo plazo de VWF en estudios de laboratorio de células endoteliales humanas y en ratones con deficiencia de VWF. Sin embargo, señalaron que los niveles actuales de VWF son demasiado bajos para ser clínicamente relevantes, y que se necesita ingeniería adicional para mejorar los niveles de expresión de VWF.
Compaginación general
Se aprendieron muchas lecciones durante el taller. Sin embargo, quedan muchas incógnitas, incluidas las inquietudes de seguridad con respecto al hígado, cuyo trabajo es regular la mayoría de los niveles químicos en la sangre mediante la producción de proteínas para el plasma sanguíneo y el colesterol para ayudar a transportar las grasas por el cuerpo. El hígado también produce bilis, que ayuda a eliminar los desechos y descomponer las grasas en el intestino delgado durante la digestión. Por lo tanto, el enfoque de los investigadores en mantener la salud del hígado es garantizar que el hígado no se dañe gravemente y pueda continuar descomponiendo sustancias nocivas y excretando los subproductos para eliminarlos del cuerpo.
Varios investigadores en el taller acordaron que, en lugar de ser una cura, la genoterapia probablemente reducirá la gravedad de la enfermedad, requiriendo menos terapia de factor y mejorando la calidad de vida. Sin embargo, algunas personas pueden tener una respuesta inmunitaria al virus utilizado para la genoterapia, lo que disminuiría la eficacia de la terapia. Los investigadores también discutieron cómo las inquietudes sobre una respuesta inmune no deseada al vector llevaron a la incorporación de la terapia inmunosupresora en algunos estudios clínicos. Además, la dosis requerida para provocar la respuesta deseada es variable. Los investigadores acordaron que queda trabajo por hacer para traducir de manera segura la investigación con animales a aplicaciones humanas.
Para muchos de los asistentes al taller, la presentación más impactante fue un panel compuesto por dos médicos, un miembro del personal de la NHF y un estudiante de posgrado, todos ellos familiarizados con la atención médica, y que viven o cuidan a una persona con un trastorno hemorrágico. Los cuatro panelistas compartieron esperanzas e inquietudes sobre futuros tratamientos. Sus preguntas recordaron a la sala que algunas personas pueden eventualmente mejorar significativamente su calidad de vida y dejar de usar o reducir su dependencia de los productos de factor de coagulación con el uso de la genoterapia, pero que muchas personas no calificarán para estos tratamientos debido a problemas de salud, la forma en que sus cuerpos responden, o simplemente la falta de acceso y el alto costo del tratamiento.
Esta nota sombría incluía una petición de continuar la investigación sobre vías de tratamiento más allá de la genoterapia para ayudar a las personas con trastornos hemorrágicos a vivir la mejor vida posible.