Millora del lliurament de la teràpia gènica RDEB

En aquest projecte, els investigadors han creat mètodes de teràpia gènica per substituir el gen RDEB (col·lagen-7) trencat en cèl·lules de pacients al laboratori i per administrar tractaments d'edició genètica directament a les cèl·lules d'una persona. Com que moltes persones han estat infectades per virus humans i podrien tenir una resposta immunitària que reduiria l'eficàcia de la teràpia gènica mitjançant virus humans, el nou sistema utilitza un virus porcí. També és menys probable que causi efectes secundaris perquè divideix el virus en dues parts, un vector "amplicó", que conté la teràpia gènica però no gens de virus, i un virus "auxiliar" que no es pot reproduir però ajuda a crear la teràpia gènica.

El nou sistema de virus pot afegir una nova recepta funcional de col·lagen-7 a les cèl·lules de la pell del pacient i també afegir les eines d'edició de gens per corregir un canvi genètic a les cèl·lules de la pell del pacient. El primer podria ajudar temporalment la pell de l'RDEB a adherir-se millor, i el segon podria conduir a una millora a llarg termini.

El següent pas serà provar aquestes opcions de teràpia gènica en models de pell abans que es puguin desenvolupar en tractaments cutanis que ofereixin tant una curació de ferides més eficaç com una correcció a llarg termini del canvi genètic subjacent.

Els investigadors han utilitzat cèl·lules cultivades al laboratori per començar a fer la seva nova teràpia gènica.
El seu objectiu és poder fer la teràpia gènica de manera més eficient i en quantitats més grans, i informen que els seus experiments inicials demostren que això és possible.

Investigador principal:

La doctora Ángeles Mencía té més de 20 anys d'experiència en el diagnòstic molecular de malalties rares, participant en el disseny, validació i traducció d'eines de diagnòstic basades en seqüenciació de nova generació, incloent panells per al diagnòstic d'epidermolisi bullosa. Té una àmplia experiència en el desenvolupament d'eines moleculars per a l'edició de gens que s'estan traslladant a la clínica.

Co-investigadors:

La Dra. Silvia Gómez-Sebastián és professora associada de la Facultat de Medicina de la Universitat Autònoma de Madrid. Té més de 20 anys d'experiència en manipulació genètica de virus, treballant amb herpesvirus durant els seus primers anys com a investigadora. Ha treballat amb vectors d'amplicó HSV-1 que porten el locus FRDA complet, per restaurar la frataxina (FA) a les cèl·lules del pacient amb atàxia de Friedreich.

El doctor Rodolfo Murillas és científic sènior del CIEMAT amb una àmplia experiència en el camp de la biologia de la pell, que inclou la transgènesi epidèrmica, el desenvolupament de vectors virals per a la teràpia gènica de la pell i el desenvolupament de protocols experimentals per a la correcció de l'epidermolisi bullosa distròfica a través de gens. edició.

La Dra. Mirentxu Santos és científica sènior del CIEMAT amb una àmplia experiència en cultius cel·lulars, cultius primaris, biologia molecular i cel·lular, cicle cel·lular i vies de senyalització.

La Dra. Marta García és catedràtica d'Enginyeria de Teixits a la Universidad Carlos III de Madrid UC3M. García té un interès des de fa temps en l'estudi molecular de la genodermatosi i és un reconegut expert en el desenvolupament de models de pell humanitzada per a malalties dermatològiques rares.

Diana de Prado és una estudiant de postgrau que realitza el seu doctorat sota la supervisió dels doctors Mencia i Murillas, a partir del 2023.

“Els avenços en les teràpies gèniques per a RDEB en els darrers anys ens permeten plantejar tractaments efectius i senzills d'administrar tòpicament, però amb potencial per millorar significativament la vida dels pacients.

L'edició reeixida de gens utilitzant aquests vectors obre la possibilitat de tractar altres tipus d'EB, com EBS dominant o EBD, amb eines CRISPR/Cas específiques d'al·lels per eliminar l'expressió d'al·lels patògens".

– Dr Ángeles Mencía

Títol de la subvenció: Plataforma nova per a la generació de vectors basats en Herpesvirus de pseudoràbia més segurs per a la teràpia RDEB.

La teràpia gènica ha sorgit com un tractament curatiu potencial per a l'EB distròfica recessiva (RDEB) mitjançant diferents estratègies per corregir mutacions. Els vectors virals són eines de laboratori que s'utilitzen per transportar el que és necessari per corregir mutacions o per transportar gens sans que ajuden a restaurar la proteïna afectada. Aquestes eines de laboratori solen provenir de diferents virus, com els adenovirus o el virus de l'herpes.

Anteriorment, el nostre grup va demostrar que els vectors derivats d'adenovirus són útils per restablir el col·lagen VII i restaurar l'adhesió entre la dermis i l'epidermis in vivo. A més, els nous avenços en el disseny de vectors virals permetran avançar cap a un tractament més extens i eficaç de la pell RDEB. Els vectors derivats del virus de l'herpes tenen un gran potencial per a la teràpia gènica EB donada la seva capacitat natural per infectar la pell. Un assaig clínic recent va utilitzar un vector del virus de l'herpes simple (HSV-1) per lliurar una versió funcional del gen COL7A1 a les ferides de persones amb RDEB. Els resultats van mostrar una millora significativa en la cicatrització de ferides i una major resistència a les butllofes. Aquests resultats prometedors confirmen el potencial dels vectors derivats de l'herpesvirus per a la teràpia RDEB.
En aquest sentit, el nostre equip està desenvolupant una nova plataforma vectorial basada en el virus de la pseudoràbia porcina (família Herpesviridae), que té alguns avantatges respecte al HSV-1, ja que és més segur i més fàcil de produir en grans quantitats. A partir d'aquesta nova plataforma, proposem generar vectors per a RDEB, comparables als que s'estan provant actualment en assaigs clínics, amb el potencial de correcció més duradora després de l'aplicació tòpica.

El nostre equip ha treballat dur per desenvolupar tractaments tòpics efectius i fàcils d'administrar que podrien revolucionar l'enfocament del tractament RDEB. A diferència dels mètodes tradicionals de teràpia d'empelt gènic que impliquen procediments quirúrgics invasius i dolorosos, el nostre enfocament se centra en teràpies gèniques tòpics destinades a millorar la curació de ferides cròniques i lesions que no es poden tractar amb empelts de pell. El nostre laboratori ha estat pioner en el desenvolupament d'eines d'edició de gens moleculars per a la correcció de mutacions RDEB amb el potencial d'aconseguir millores duradores. Recentment, hem restaurat amb èxit el col·lagen VII i l'adhesió entre dermis i epidermis en models preclínics.

Actualment estem desenvolupant nous tipus de vectors amb aquesta finalitat, concretament els derivats de virus semblants a l'herpes, que tenen una forta capacitat natural d'infectar la pell i, per tant, podrien ser molt efectius en el tractament de ferides cròniques en persones amb RDEB. Els resultats prometedors d'assajos clínics recents als Estats Units basats en enfocaments semblants al que proposem ens donen la confiança que estem avançant en la direcció correcta. Aquesta línia de recerca representa una gran oportunitat per avançar en el tractament de la RDEB, i ens comprometem a continuar la nostra feina amb il·lusió i rigor.

El nostre objectiu és donar esperança a les persones que pateixen aquesta malaltia i millorar la seva qualitat de vida. Junts, podem avançar cap a un futur més brillant i prometedor per a aquells que lluiten amb RDEB.

Els nous vectors derivats de l'herpesvirus són molt prometedors per tractar l'epidermolisi, oferint una cura potencial per a aquesta malaltia debilitant de la pell. Perquè aquests tractaments siguin viables per a l'ús clínic, és crucial produir aquests vectors en grans quantitats. Els vectors amplicons, una subclasse de vectors derivats de l'herpes, presenten una alternativa més segura ja que no tenen gens virals. No obstant això, el seu procés de producció es veu complicat per la necessitat de coproducció amb virus herpes auxiliars.

El nostre projecte proposa una plataforma de producció innovadora dissenyada per millorar el rendiment de vectors terapèutics, optimitzant així la qualitat dels preparats finals. En la fase inicial, vam modificar les cèl·lules productores de PK15 per produir preferentment el vector desitjat eliminant els virus auxiliars. Aquest enfocament va canviar amb èxit la relació vector/auxiliar a favor del vector terapèutic, servint de prova de concepte per a aquesta estratègia de producció i demostrant l'eficàcia del nostre disseny. Avançant, estem seleccionant clons de cèl·lules específics per perfeccionar i millorar encara més la plataforma de producció. Es preveu que una població clonal millori significativament la inactivació de vectors auxiliars, augmentant així la producció de vectors terapèutics.

Aquest treball, fet possible gràcies al generós finançament de DEBRA UK, no només és un avenç significatiu en la producció de vectors, sinó també un pas crític cap al desenvolupament d'opcions terapèutiques avançades. Ofereix esperança i un futur millor per als pacients que pateixen epidermòlisi, anunciant nous tractaments i una millor qualitat de vida. A partir de l'informe de progrés 2024.

El nostre projecte investiga un sistema vectorial d'herpesvirus dissenyat per abordar les necessitats terapèutiques tant transitòries com permanents en l'epidermolisi ampul·lar (EB). El desenvolupament de tractaments tòpics per a les lesions i ferides cròniques que pateixen els pacients amb EB ara és possible gràcies als avenços en la recerca preclínica. Aquests avenços s'han fet en dos fronts: la biologia molecular i la teràpia gènica.

El primer avenç és el desenvolupament d'eines genètiques per corregir les mutacions genètiques de la malaltia mitjançant la tecnologia d'edició genètica. El nostre treball ens ha permès adaptar l'eina d'edició genètica més versàtil, el sistema CRISPR, per corregir cèl·lules de pacients amb una mutació altament prevalent a l'exó 80 del gen COL7A1 i garantir que les cèl·lules tractades amb CRISPR restaurin la producció de col·lagen VII(C7) i l'adhesió entre la dermis i l'epidermis.

El segon avenç es refereix als vehicles utilitzats per administrar les eines correctives a la pell dels pacients. En els darrers anys, els assajos clínics han demostrat el potencial dels vectors derivats dels virus de l'herpes per modificar genèticament les cèl·lules de la pell quan s'apliquen tòpicament en forma de crema. Aquests vectors, ja aprovats per a ús clínic per la FDA i l'EMA, permeten la restauració temporal de l'expressió de C7 a la zona d'aplicació de les lesions cutànies en pacients amb EB, facilitant la cicatrització de les ferides. El nou vector de l'herpesvirus desenvolupat aquí replica aquest subministrament transitori de proteïnes, que té el potencial de permetre una cicatrització ràpida de les ferides. A més, la integració de la capacitat d'edició de gens CRISPR permet que la mateixa plataforma vectorial tingui el potencial per a un tractament de reparació durador en pacients portadors de mutacions en el domini col·lagenós.

En aquest projecte hem construït tots dos tipus de vectors i els hem produït en una nova plataforma de vectors d'herpes, derivada d'un virus d'herpes que afecta naturalment els porcs (el virus de la pseudoràbia porcina). Aquesta plataforma és una alternativa a la desenvolupada en l'herpes simple, amb possibles avantatges. El primer és l'absència d'immunitat a aquest vector en humans, cosa que facilitaria el tractament. El segon és el disseny en forma de vector sense gens virals, el que s'anomena vector "amplicó", que és avantatjós en termes de menor toxicitat, immunogenicitat i millora dels nivells d'expressió del vector. El desenvolupament d'un disseny d'amplicó per a aquest vector herpesviral requereix modificacions al sistema per produir quantitats útils de vectors amb el mínim virus acompanyant no replicant possible (anomenat virus auxiliar). Aquesta plataforma autoinactivadora s'ha completat amb èxit.

Hem desenvolupat un sistema complet per produir vectors d'amplicons del virus de l'herpes de la pseudoràbia, incloent-hi cèl·lules que actuen com a fabricants de virus, amplicons encapsulats en contenidors d'herpesvirals i un virus auxiliar modificat dissenyat per evitar la seva pròpia replicació dins de les cèl·lules. Aquest sistema representa un avenç significatiu en la tecnologia de la teràpia gènica, abordant eficaçment els reptes clau en la producció de vectors. Hem utilitzat la nova plataforma per generar un vector per a la recuperació de C7 per addició (amb el potencial de tractar qualsevol pacient amb RDEB per a la recuperació temporal de l'adhesió dermis-epidermis) i un altre vector per a la recuperació de C7 per edició (amb el potencial de tractar pacients portadors d'una mutació d'alta prevalença a l'exó 80 per a la recuperació de l'adhesió a llarg termini). Hem provat tots dos vectors i hem demostrat la seva funcionalitat en una línia de queratinòcits derivada d'un pacient portador d'una mutació de l'exó 80. Cal més treball per detallar els protocols de producció fins que puguem produir quantitats útils dels vectors amb la mínima contaminació possible del vector auxiliar, però la plataforma ha demostrat ser funcional i creiem que el seu desenvolupament té un gran potencial per produir nous vectors herpesvirals per tractar no només la RDEB sinó també altres formes de genodermatosi associades a altres gens.

El següent pas serà provar aquestes produccions vectorials en models preclínics in vivo, com els que tenim al nostre laboratori utilitzant pell de pacients regenerada en models immunodeficients i un model d'EBDR. El desenvolupament d'aquesta nova plataforma vectorial obre noves possibilitats no només per al tractament de l'EB distròfica recessiva, sinó també per abordar altres afeccions genètiques que impliquen trastorns de la pell. Combinant l'edició de gens CRISPR amb sistemes avançats d'administració viral, pretenem proporcionar als pacients amb EB productes tòpics que ofereixin tant la curació immediata de les ferides com la correcció a llarg termini del defecte genètic subjacent. Creiem que aquest enfocament té el potencial de transformar el panorama del tractament de l'EB i malalties similars. (De l'informe de progrés final del 2025.)