Good Mood

Cuando nació el Hijo de Katie Brady, todo parecía normal. El personal del hospital le pinchó el talón para obtener sangre para una prueba de detección de rutina para recién nacidos, y ella y su esposo esperaron el resultado sin mucha preocupación., La pareja ya tenía tres hijos, todos niñas, y lo único que parecía diferenciar a Henry de sus hermanos al nacer era el hecho de que era un niño.

pero en los días que siguieron No ganó tanto peso como los otros hijos de Brady lo habían hecho inmediatamente después del nacimiento. Luego llegó el resultado del análisis de sangre, y la preocupación de Brady aumentó., «Recibimos la llamada cuando tenía seis días diciendo que su prueba de detección de recién nacidos no fue concluyente para la fibrosis quística», dice, refiriéndose a la condición genética a menudo fatal en la que el cloruro no puede fluir dentro y fuera de las células normalmente, causando la acumulación de moco en los pulmones que crea un caldo de cultivo para infecciones fatales. Cuando Henry tenía tres semanas de edad, su familia lo llevó de vuelta al hospital, donde los médicos analizaron su sudor. La prueba mostró altos niveles de cloruro, confirmando los temores de todos. Henry tenía la enfermedad.,

El equipo médico tomó muestras adicionales de sangre de Henry para averiguar qué mutaciones llevaba en el gen en la raíz de su condición: regulador de conductancia transmembrana de fibrosis Quística (CFTR). «No descubrimos su mutación genética hasta ocho semanas después», dice Brady. Aunque la fibrosis quística es uno de los trastornos genéticos más comunes que amenazan la vida, afectando a un estimado de 90,000 personas en todo el mundo, algunas mutaciones CFTR son más comunes que otras., Además, las personas con fibrosis quística tienen mutaciones en ambos genes CFTR, por lo que diferentes personas tienen diferentes combinaciones de mutaciones.

Henry resultó tener una mutación ultra rara en ambas copias de su gen CFTR. «Nos han dicho que tal vez hay otras dos personas en el país o en el mundo que tienen su combinación genética», dice Brady.

opciones frescas

la última década ha traído grandes avances en los tratamientos farmacológicos para la fibrosis quística., En 2012, la administración de alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) aprobó ivacaftor, vendido bajo la marca Kalydeco por Vertex Pharmaceuticals en Boston, Massachusetts. Ivacaftor fue el primer fármaco para tratar la causa subyacente de la fibrosis quística mediante el rescate de la función de la proteína producida por CFTR, y más fármacos que actúan de manera similar han llegado desde entonces. En 2019, la FDA aprobó Trikafta de Vertex, una combinación triple de ivacaftor, elexacaftor y tezacaftor que aumentó la función pulmonar en personas con fibrosis quística en un promedio de 14% en ensayos clínicos1., Aunque esto suena como solo una mejora menor, los pacientes dicen que sienten la diferencia con incluso pequeños aumentos en la función pulmonar. Trikafta funciona para personas con fibrosis quística que tienen al menos una copia de la mutación F508del en sus genes CFTR. Eso representa alrededor del 90% de las personas con la condición.

Sin embargo, Henry no tiene esa mutación, ni ninguna de las otras mutaciones que los medicamentos recientes han apuntado. Él es uno de los que tienen mutaciones ultra-raras en CFTR que impiden que el gen produzca cualquier proteína en absoluto., Las drogas no pueden rescatar la proteína, porque no está allí. «Los medicamentos que han salido no le ayudarán en absoluto», dice su madre. Para pacientes como Henry, las terapias genéticas son la esperanza más prometedora de una vida saludable.

Los científicos han estado tratando durante 30 años de ejercer la terapia génica contra la fibrosis quística. En esfuerzos anteriores, los virus que diseñaron para entregar la copia de trabajo del gen en las células no funcionaron de manera efectiva., Ahora, gracias a mejores vectores y otras innovaciones en la entrega de secuencias genéticas, las terapias de reemplazo genético se están acercando a los ensayos clínicos, y el campo está ganando impulso.

en octubre de 2019, la Fundación de Fibrosis Quística, una organización sin fines de lucro en Bethesda, Maryland, anunció us 5 500 millones en fondos durante los próximos seis años para la investigación de tratamientos para la fibrosis quística, incluidos enfoques de terapia génica., Y en abril de 2020, Vertex Pharmaceuticals dijo que se estaba asociando con la compañía de biotecnología Affinia Therapeutics en Waltham, Massachusetts, para desarrollar terapias genéticas para la fibrosis quística.

Michael Boyle, director ejecutivo de la Fundación de Fibrosis Quística, dice que los científicos deben explorar muchas terapias genéticas diferentes que podrían ayudar a las personas cuya enfermedad no se puede tratar con medicamentos como el Trikafta. «Queremos tener muchos tiros a la portería en este último grupo», dice.

Las terapias basadas en genes ya están siendo aprobadas para otras enfermedades., A finales de 2017, por ejemplo, la FDA fue noticia al aprobar una terapia de reemplazo genético in vivo llamada voretigene neparvovec, o Luxturna, que trata una forma rara de ceguera hereditaria.Katie Brady dice que los médicos han cambiado su tono y son mucho más optimistas sobre las opciones de terapia génica de lo que eran cuando nació Henry. «Cuando se le diagnosticó hace cinco años, dijeron que la ciencia ha recorrido un largo camino y que se avecinan grandes cosas, pero no estaban tan esperanzados como lo están ahora», dice. «Es un mundo completamente diferente., Nos han dicho en los últimos dos años que creen que probablemente habrá algo para él para que pueda vivir una vida normal.»

volviéndose viral

Los científicos identificaron por primera vez 2 el gen CFTR como el culpable detrás de la fibrosis quística en 1989. Solo un año después,dos grupos diferentes3, 4 mostraron de forma independiente que era posible introducir el gen en las células ex vivo utilizando un vector viral, haciendo que las células produjeran la proteína CFTR. Esta prueba de concepto estimuló la investigación en terapia génica contra la fibrosis quística utilizando adenovirus como vectores virales., Por lo general, los adenovirus causarían el resfriado común u otras infecciones del tracto respiratorio, pero los investigadores usaron versiones no dañinas y las diseñaron para que transportaran el gen CFTR. En 1993 se publicaron los resultados del primer ensayo clínico de este abordamiento5.

el ensayo de 1993, realizado por un equipo que incluía biólogos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Iowa en Iowa City y de la compañía de biotecnología Genzyme en Cambridge, Massachusetts, fue un intento temprano de un tipo de terapia llamada reemplazo genético., En este enfoque, el gen se introduce en las células de una persona, pero la secuencia no se integra en su ADN. Pero los resultados de este primer ensayo de terapia génica para la fibrosis quística fueron mediocres, como fue el caso de otros ensayos en los siguientes años.

Los científicos comenzaron a preocuparse de que la administración repetida de los tratamientos basados en adenovirus causara que el cuerpo produjera una respuesta inmune que neutralizara el virus, haciendo que el tratamiento fuera ineficaz. Entonces la tragedia golpeó., En 1999, un joven de 18 años llamado Jesse Gelsinger se sometió a un tratamiento basado en adenovirus para un trastorno hereditario. Cuatro días después murió de una reacción inmune masiva llamada tormenta de citoquinas.

el campo de la terapia génica se detuvo abruptamente. Cuando el trabajo se reanudó gradualmente, la comunidad de investigación abandonó los adenovirus y cambió a los virus adeno-asociados (AAVs), que se pensaba que causaban una respuesta inmune más leve., En febrero de 1999, antes de la trágica muerte de Gelsinger, un grupo de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford en California había publicado los resultados de un ensayo clínico de diez pacientes con fibrosis quística a los que se les administró terapia génica con un vector6 de AAV. Este ensayo, y los posteriores, no produjeron una mejora importante en los síntomas. Pero tampoco parecían causar los problemas inmunológicos masivos que surgieron con los vectores de adenovirus.

Las compañías farmacéuticas siguen buscando AAVs para el tratamiento de la fibrosis quística., La compañía de terapia génica 4D Molecular Therapeutics en Emeryville, California, tiene varias terapias basadas en AAV en el desarrollo preclínico, y Spirovant, una firma de terapia génica en Filadelfia, Pensilvania, también está siguiendo este enfoque. David Schaffer, bioingenieroen la Universidad de California, Berkeley, y cofundador de 4D Molecular Therapeutics, dice que la compañía utiliza un AAV que ha sido diseñado para ser más infeccioso (pero aún inofensivo) para que pueda llegar a más células en los pulmones. Dice que la empresa espera probar este enfoque contra la fibrosis quística en ensayos clínicos en 2021., «Ahora tenemos nuestro AAV principal, que es mucho, mucho mejor de lo que ha sido en la clínica hasta ahora para la fibrosis quística», dice Schaffer.

los vectores AAV tienen limitaciones de tamaño. Los pequeños, que son más capaces de entrar en las células, solo pueden llevar secuencias de genes de hasta alrededor de 4,7 kilobases., La secuencia del gen CFTR que se agrega a ellos es de alrededor de 4,6 kilobases, lo que significa que casi no queda espacio para que los científicos incorporen secuencias adicionales que puedan ayudar a promover la producción de proteínas a partir del gen. Tales secuencias promotoras teóricamente aumentarían la producción y mejorarían el vector al elevar los niveles de proteína CFTR. La Directora Ejecutiva de Spirovant, Joan Lau, dice que su compañía tiene innovaciones patentadas para abordar este problema. «Tenemos un CFTR funcional que es un poco más corto y un fuerte promotor que se ajusta a la capacidad de carga del AAV», dice.,

Spirovant y otras compañías también están mirando más allá de los AAV, con un enfoque particular en los lentivirus. Eric Alton, biólogo del Imperial College de Londres, explica que los lentivirus pueden llevar una inserción génica más grande que los AAVs. Los lentivirus también parecen menos propensos a ser neutralizados y destruidos por el sistema inmune que los AAVs, agrega Alton, quien es coordinador del consorcio de terapia génica de Fibrosis Quística del Reino Unido, que está compuesto por científicos del Imperial College de Londres, la Universidad de Oxford y la Universidad de Edimburgo., Además, debido a que los lentivirus se integran en el ADN de las células huésped, es posible que no sea necesario administrarlos con tanta frecuencia. El consorcio se ha asociado con el fabricante farmacéutico Boehringer Ingelheim en Ingelheim, Alemania, para llevar a cabo una terapia génica basada en lentivirus contra la fibrosis quística, que se encuentra en la etapa preclínica.

Virus alternatives

Los científicos también han mirado más allá de los vectores virales para ofrecer terapias basadas en genes. Por ejemplo, un enfoque ha sido inyectar el gen CFTR directamente, pero con moléculas de lípidos agregadas a su alrededor para proteger la secuencia genética de la degradación., Los ensayos con este enfoque se remontan a principios de la década de 1990, pero en ese entonces, los niveles de producción de proteínas no eran lo suficientemente altos como para hacer avanzar la terapia, y el pequeño efecto que produjo no parecía durar lo suficiente. En 2015, el consorcio de terapia génica de Fibrosis Quística del Reino Unido tomó un tratamiento basado en liposomas hasta un ensayo de fase Iib7, pero solo mejoró la función pulmonar en unos pocos puntos porcentuales y nunca avanzó al mercado. Alton dice que él y sus colegas todavía están trabajando para hacer que el tratamiento basado en liposomas sea más eficiente. «No lo hemos dejado de lado», dice.,

en lugar de entregar el código de ADN para el gen CFTR defectuoso, algunos grupos están tratando de entregar ARN para ayudar a las personas con fibrosis quística. Por ejemplo, la compañía terapéutica Translate Bio en Lexington, Massachusetts, está haciendo esto usando ARN mensajero (ARNm). Normalmente, el ADN en el núcleo celular se copia en ARNm, que luego entra en el citoplasma celular y sirve como plantilla para la producción de proteínas. Translate Bio omite el primer paso al entregar directamente el ARNm para CFTR en las células pulmonares., La compañía ha lanzado un ensayo clínico en el que al menos 40 adultos serán asignados al azar para recibir este tratamiento o un placebo. En febrero de 2020, la firma anunció que la FDA había otorgado el estatus de vía rápida a este tratamiento, lo que significa que Translate Bio tendrá reuniones más frecuentes con la agencia reguladora, que podría decidir mover el tratamiento más rápidamente hacia la aprobación.

otro enfoque que involucra ARN proviene de la compañía biofarmacéutica ReCode Therapeutics en Dallas, Texas., El método que la compañía ha desarrollado se basa en el ARN de transferencia (tRNA), secuencias cortas que ayudan a transportar moléculas de aminoácidos a la maquinaria celular para producir proteínas. Ciertas moléculas de ARNt también inician y detienen este proceso de producción de proteínas. Desafortunadamente, algunas mutaciones de fibrosis Quística reclutan prematuramente las moléculas de ARNt que indican que la producción de proteína CFTR se detenga. El enfoque de ReCode implica la creación de moléculas de ARNt que engañan a la maquinaria para que continúe produciendo la proteína CFTR., «El ARNt que estamos usando es muy similar al ARNt natural», dice David Lockhart, presidente de ReCode Therapeutics, pero con un giro que le permite mantener la producción de proteínas en marcha.

otros desarrolladores de fármacos están trabajando en los llamados enfoques de lectura que alientan a las células a ignorar la señal de parada prematura en ciertas mutaciones de fibrosis Quística. Por ejemplo, Eloxx Pharmaceuticals en Waltham, Massachusetts, ha diseñado una molécula que engaña a la propia maquinaria celular — conocida como el ribosoma — para seguir ensamblando la proteína CFTR ignorando los mensajes stop de tRNA., La compañía detuvo su ensayo de fase II de esta terapia debido a la pandemia de COVID-19, pero dice que espera reanudar esta investigación clínica pronto.

La mayor parte del revuelo reciente en el campo de la terapia génica para la fibrosis quística ha rodeado la edición génica con sistemas como CRISPR–Cas9, un método en el que el ADN de las células de los pacientes se corrige directamente de tal manera que las células posteriores producidas por replicación llevan una versión funcional del gen CFTR., (Por el contrario, los tratamientos administrados por AAVs no dan lugar a la integración de genes de reemplazo en el ADN de las células; de hecho, a menudo desaparecen con el tiempo debido al recambio celular. La última esperanza es que los pacientes puedan algún día recibir un único tratamiento CRISPR que repare sus células pulmonares de por vida. Esto, dicen los científicos, sería una verdadera cura para la fibrosis quística.

algunas de las pruebas más tentadoras de la promesa de CRISPR provienen de experimentos con organoides, grupos de células de pacientes que crecen para tener algunas de las características de un órgano., En agosto de 2019, un equipo de científicos, incluida la viróloga molecular Anna Cereseto de la Universidad de Trento en Italia, demostró que CRISPR podía eliminar los errores en CFTR y hacer que el gen produjera proteínas funcionales en organoids8. También lo hizo con éxito en células de las vías respiratorias derivadas de células tomadas de una persona con fibrosis quística. Y en febrero de 2020, los científicos del Instituto Hubrecht en Utrecht en los Países Bajos utilizaron un enfoque preciso de CRISPR llamado edición de bases para corregir la mutación en el gen CFTR, y demostraron que funcionaba en organoids9.,

camino hacia una cura

sigue habiendo preocupaciones sobre la mejor manera de administrar terapias basadas en genes para la fibrosis quística. Los pulmones divergen en ramas cada vez más pequeñas, y recibir una terapia para llegar a las partes más pequeñas y profundas de los pulmones es complicado. «El mayor desafío es entregar un vector a tantas células epiteliales que recubren las vías respiratorias como sea posible», dice el genetista Chris Boyd de la Universidad de Edimburgo en el Reino Unido.,

para que un enfoque de edición genética como CRISPR (o incluso lentivirus) proporcione una verdadera ‘cura’, debe llegar a las células madre del pulmón, dice Sriram Vaidyanathan, quien investiga el trasplante de células madre en la Universidad de Stanford. «Una terapia génica duradera para la fibrosis quística», dice, » necesitaría corregir las mutaciones que causan enfermedades en las células madre de las vías respiratorias que dan lugar al resto de las células en las vías respiratorias.,»Vaidyanathan fue el autor principal de un estudio publicado en diciembre de 2019 que muestra que un enfoque CRISPR podría corregir hasta la mitad de las células de las vías respiratorias superiores tomadas de personas con fibrosis quística10.

otra preocupación es que las terapias CRISPR podrían editar el lugar equivocado en el genoma. Algunos científicos dicen que tales efectos fuera del objetivo podrían causar mutaciones cancerosas.Katie Brady dice que su familia necesitaría garantías de que cualquier terapia basada en genes que su hijo pueda recibir en el futuro es segura. «Nos gustaría estar seguros de lo que realmente está haciendo», dice., Pero Brady está observando ávidamente el progreso que se está haciendo con los tratamientos genéticos. «Sé que esa es probablemente la ruta que probablemente vamos a tener que ir porque sus mutaciones son muy raras. Todos estamos a favor de intentar cualquier cosa que pueda ayudar a Henry y tener efectos secundarios mínimos.”