Alguns nens amb unió EB tenen problemes respiratoris greus. Això és causat per cicatrius, com a resultat de butllofes i ferides, que restringeixen les vies respiratòries. El tractament actual consisteix a dilatar les vies respiratòries amb un globus que provoca més cicatrius. Aquest projecte podria revolucionar el tractament substituint les cèl·lules danyades per pell especialitzada de cèl·lules pròpies del pacient.
El doctor Colin Butler treballa al Great Ormond Street Hospital de Londres, Regne Unit, amb nens amb epidermòlisi bullosa d'unió (JEB) que danya les seves vies respiratòries i dificulta la respiració. El seu treball es basa en una proteïna anomenada laminina que proporciona força a la pell i al revestiment de les vies respiratòries i es trenca en moltes famílies que pateixen JEB. Aquesta investigació pretén treure mostres minúscules del revestiment de les vies respiratòries fora del cos, fer-les créixer perquè es puguin estudiar i intentar arreglar el gen de la laminina trencat. Si funciona, hi hauria la possibilitat algun dia de tornar a posar el revestiment de les vies respiratòries que funcioni als pacients per ajudar-los a respirar més fàcilment.
Llegeix més al blog del nostre investigador.
Contingut:
Sobre el nostre finançament:
| Líder de recerca |
Senyor Colin Butler |
| Institució |
Great Ormond Street Hospital (GOSH), Londres, Regne Unit |
| Tipus d'EB |
JEB |
| Implicació del pacient |
Cap. Es tracta d'un treball preclínic sobre cèl·lules cultivades al laboratori i mostres de biòpsia |
| Import del finançament |
135,337.56 £ amb finançament conjunt de DEBRA Àustria i Cura EB |
| Durada del projecte |
2 anys |
| Data d'inici |
gener 2021 |
| ID intern DEBRA |
Majordom 1 |
Resum final del progrés (2023):
Setze nadons amb símptomes de les vies respiratòries van tenir proves genètiques que van demostrar que tretze d'ells tenien JEB, dos tenien EBS i un tenia RDEB. Un gen específic de la laminina (LAMA3) va tenir canvis genètics en deu dels pacients, cosa que suggereix que, tot i que la via aèria es pot veure afectada per altres tipus d'EB, aquest símptoma és més probable si el canvi genètic es troba en LAMA3. Els canvis genètics en els gens de la laminina impedeixen que es produeixi la proteïna de la laminina i causen símptomes de JEB perquè les cèl·lules de la pell no es poden enganxar correctament sense ella.
Les biòpsies de les vies respiratòries de quatre dels pacients es van utilitzar per fer créixer cèl·lules "EB de les vies respiratòries" al laboratori. Els investigadors van demostrar que els faltava la proteïna de laminina feta a partir del gen LAMA3. En comparació amb les cèl·lules de persones sense EB, les cèl·lules "EB de les vies respiratòries" eren menys bones per enganxar-se a un plat de cultiu cel·lular. La teràpia gènica es va desenvolupar per posar un gen LAMA3 en funcionament a les cèl·lules "EB de les vies respiratòries". Quan les cèl·lules van començar a fabricar proteïnes a partir del nou gen, es van convertir en tan bones com les cèl·lules no EB per enganxar-se al plat de cultiu cel·lular.
En el futur, aquestes cèl·lules s'haurien de fer créixer de manera que els cirurgians les puguin utilitzar per substituir els trossos de vies respiratòries danyades en pacients amb EB. Per confirmar que això és possible, els investigadors van practicar en un model, utilitzant suports impresos en 3D per fer créixer cèl·lules de les vies respiratòries en empelts i trasplantar-les amb èxit.
Aquesta teràpia gènica requereix una optimització addicional abans de poder ajudar les persones amb símptomes de les vies respiratòries d'EB, però aquesta investigació demostra que aquest tipus de tractament és possible.
Els resultats d'aquest treball es van publicar l'any 2024: L'expressió lentiviral de LAMA3A de tipus salvatge restaura l'adhesió cel·lular a les cèl·lules basals de les vies respiratòries de nens amb epidermòlisi bullosa i descrit en un article de comentari: De LAMA3 i LAMB3: una nova teràpia gènica per a l'epidermòlisi bullosa. El treball també va ser cobert per epidermolysisbullosanews.com en un article en llenguatge senzill: L'enfocament de la teràpia cel·lular i gènica és prometedor per als nens EB.
Darrer resum del progrés (2022):
S'ha utilitzat un virus modificat genèticament per posar amb èxit gens de laminina en funcionament en cèl·lules cultivades a partir de biòpsies de pacients. Aquest procés s'ha repetit i millorat per trobar la millor manera d'introduir el nou gen en tantes cèl·lules com sigui possible. Els investigadors poden demostrar que la proteïna de laminina s'està produint a les cèl·lules dels pacients després d'aquest tractament i que les cèl·lules s'uneixen millor.
S'han fabricat làmines de proteïnes i s'ha demostrat que són adequades per fer créixer una capa de cèl·lules de la pell. Aquest procés pot fer un empelt que es provarà per veure si les cèl·lules sobreviuen. Si funciona, es poden crear empelts de cèl·lules tractades dels propis pacients.
Sobre els nostres investigadors:
Responsable de recerca: Sr. Colin Butler, becari d'ENT pediàtric / professor titular honorari, UCL Great Ormond Street Institute of Child Health, Londres
Colin Butler és un científic clínic de l'orella, nas, gola, al Great Ormond Street Hospital i té un interès especialitzat en el tractament dels nens amb problemes importants de les vies respiratòries. Ha realitzat una beca quirúrgica en aquesta àrea i té experiència en el trasplantament de pell a les vies respiratòries. Ara forma part d'un equip que tracta nens que tenen EB afectant les seves vies respiratòries. El seu doctorat ha estat en medicina regenerativa i va rebre una beca Wellcome per investigar la manera d'expandir les cèl·lules mare adultes de les vies respiratòries cap a teràpies epitelials per a les vies respiratòries. Ha publicat nombroses publicacions en el camp de les vies respiratòries i ha tingut experiència en el desenvolupament de productes des del "banc fins al llit".
Co-sollicitants: el professor Sam Janes, cap del Departament d'Investigació Respiratòria de la UCL; Professor Paolo De Coppi, especialista en neonatals de la UCL
En col·laboració amb: Dr. Gabriela Petrof, Dr. Anna Martinez, Sr. Richard Hewitt (Otorrinolaringòleg Pediàtric Orella, Nas i Gola GOSH)
Per què és important aquesta investigació:
L'EB que afecta les vies respiratòries és un fenomen rar, però per als afectats la condició provoca greus problemes respiratoris a causa de les cicatrius. Els afectats tenen tubs de respiració tan petits que seria semblant a respirar amb una palleta. Les opcions clíniques estan molt limitades i l'única manera d'abordar una via aèria que s'estreny és dilatar-la amb un globus. Tot i que la dilatació pot ajudar a alleujar l'estrenyiment immediat, el trauma addicional condueix a més cicatrius. Aquesta investigació pretén entendre aquest procés i desenvolupar maneres de tractar-lo, especialment desenvolupant noves maneres de fer créixer la pell especialitzada per a les vies respiratòries. L'esperança és que, abordant les vies respiratòries, es puguin orientar altres àrees mitjançant tècniques similars. Ser capaç de tractar les cicatrius de les vies respiratòries amb mucosa implantable de les vies respiratòries que estan fetes de cèl·lules pròpies del pacient canviaria realment la manera com podem tractar aquesta malaltia.
Dr Colin Butler
Tornar al contingut
Resum de l'investigador:
Títol de la beca: Teràpia combinada de cèl·lules epitelials respiratòries i gènica per a la millora dels símptomes respiratoris en nens amb epidermòlisi bullosa de la unió (JEB)
L'epidermòlisi bullosa (EB) és un trastorn genètic on els pacients pateixen teixits superficials extremadament fràgils que formen ampolles i cicatrius dolorosament amb un trauma mínim. Afecta predominantment la pell externa, però, la caixa de veu i la tráquea també es poden veure afectades significativament. Les opcions de tractament per a l'EB de les vies respiratòries són molt limitades i sovint les persones afectades tindran dificultats per empassar i poden patir un empitjorament de les dificultats respiratòries per la cicatrització de les vies respiratòries. L'obstrucció eventual de les vies respiratòries crea la necessitat d'una traqueotomia, un procediment mèdic per ajudar a obrir les vies respiratòries. La investigació en aquesta àrea ha identificat que els empelts de pell a les vies respiratòries poden oferir la possibilitat de lliurar cèl·lules de les vies respiratòries corregudes per gens per ajudar a proporcionar una cura potencial per a la malaltia de les vies respiratòries a l'EB.
El gen que es centrarà en aquest projecte és el gen LAMA3, responsable de la proteïna laminina. Aquesta proteïna és important per ajudar les cèl·lules a unir-se entre elles per proporcionar força a la pell i altres teixits que es troben a les vies respiratòries, a més d'estar implicades en el procés de cicatrització de ferides. El treball aquí pretén descobrir si una teràpia basada en gens pot ajudar a corregir el revestiment de les vies respiratòries afectades per l'EB. Les cèl·lules s'utilitzaran de les vies respiratòries i després es corregirà el gen LAMA fora del cos i es tornarà a introduir per veure si aquesta tècnica funcionarà per aturar la malaltia de les vies respiratòries.
Els 3 objectius principals d'aquest projecte són oferir eines de laboratori per modelar la malaltia de les vies respiratòries EB, així com utilitzar eines d'edició de gens per corregir el revestiment de les vies respiratòries afectat per EB.
Objectiu 1: Conèixer amb més profunditat l'epiteli (teixits) que es veuen afectats a les vies respiratòries a l'EB juncional;
Objectiu 2: Generació de mètodes potencials per a la correcció del gen LAMA3 mitjançant vectors virals (virus utilitzats com a forma de lliurar el gen corregit);
Objectiu 3: Prova per veure com es rep el tractament corregit pel gen LAMA3 en un model viu.
Aquests objectius generals són ajudar a proporcionar dades pilot o preliminars cap a teràpies modificades gèniques per a la malaltia de les vies respiratòries EB i també generar un recurs rar de línies cel·lulars primàries, (cèl·lules especialitzades per avançar en la comprensió científica), per al desenvolupament d'estratègies de medicina personalitzada.
Aquesta investigació també pot obrir la possibilitat de corregir formes d'EB que també afecten altres teixits del cos, inclòs l'epiteli corneal (ull) i les mucoses del tracte aerodigestiu, (nas, llavis, boca, llengua, gola, cordes vocals i part superior). part de l'esòfag i la tráquea).
La capacitat de generar línies cel·lulars per a la malaltia de les vies respiratòries a l'EB mitjançant aquesta tècnica també obrirà la perspectiva de proves personalitzades de fàrmacs per al cribratge massiu de petits compostos moleculars. Això significa trobar un tractament específic per a una persona utilitzant les dades recollides d'aquesta investigació.
Actualització de l'investigador:
L'epidermolisi bullosa (EB) és un grup de malalties genètiques rares de la pell i implica la separació de teixits amb formació de butllofes dins de diferents capes de la pell. En un tipus més greu d'EB, anomenat EB juncional, alguns pacients afectats desenvolupen problemes de les vies respiratòries a més de lesions cutànies. La formació de butllofes seguida de cicatrius i engrossiment es produeix a la via aèria superior i això obstrueix la via aèria. Fins i tot després de l'eliminació dels teixits que obstrueixen, la via aèria danyada està subjecta a més lesions a causa d'una infecció recurrent i, en última instància, condueix a l'estenosi de les vies respiratòries, que pot arribar a ser intratable. L'elevada taxa de mortalitat dels pacients amb EB amb afectació de les vies respiratòries ens ha impulsat a desenvolupar un tractament. A la nostra cohort de pacients del Great Ormond Street Hospital, vam identificar que els pacients amb EB amb afectació de les vies respiratòries presenten principalment mutacions d'ADN en un gen anomenat LAMA3. El nostre grup ha extret i fet créixer les cèl·lules de les vies respiratòries dels pacients al laboratori. Es va inserir una còpia funcional de l'ADN LAMA3 al genoma d'aquestes cèl·lules. Els nostres resultats van demostrar que aquesta teràpia gènica pot tornar les cèl·lules del pacient EB a la funció normal en comparació amb les cèl·lules d'individus normals. El següent pas del nostre projecte serà augmentar l'eficàcia del mètode de teràpia gènica i optimitzar un mètode quirúrgic per lliurar les cèl·lules corregides gèniques a les vies respiratòries superiors. (A partir de l'informe de progrés del 2022.)
Tornar al contingut
Actualització final de l'investigador:
Els investigadors de la University College London i del Great Ormond Street Hospital for Children (GOSH) van rebre finançament de DEBRA pel seu projecte de millora de la vida dels pacients amb EB que pateixen dificultats de les vies respiratòries superiors.
En la primera fase de la seva investigació, els científics es van centrar a entendre les necessitats específiques dels pacients amb EB referits al departament d'orella, nas i gola de GOSH. L'estudi va incloure 15 pacients, tant homes com dones, amb una edat mitjana de poc més de 9 mesos en el moment de la derivació. Entre aquests pacients, es van identificar diversos subtipus d'EB, sent l'epidermolisi junctional bullosa-simplex (JEB-S) el més freqüent. L'anàlisi genètica d'aquest grup de pacients va revelar que nou de cada 14 pacients tenien variants patògenes en un gen específic, LAMA3, cosa que suggereix que aquest gen té una tendència particular a provocar problemes de les vies respiratòries.
L'equip d'investigació va establir amb èxit cultius cel·lulars a partir de biòpsies de les vies respiratòries de quatre pacients amb "EB de les vies respiratòries", cosa que els va permetre estudiar les cèl·lules al laboratori. Van trobar que hi havia una manca d'expressió del gen LAMA3 i de la proteïna a les cèl·lules en cultiu i que les cèl·lules no es van adherir als plats de cultiu de plàstic, així com a les cèl·lules de donants no EB. Això suggereix que el model basat en cèl·lules és útil per estudiar més l'EB de les vies respiratòries i es podria utilitzar per provar teràpies potencials.
A partir de les idees obtingudes de l'objectiu 1, l'equip d'investigació va desenvolupar vectors lentivirals per lliurar LAMA3 a les cèl·lules epitelials de les vies respiratòries que es van cultivar en cultiu cel·lular. L'aplicació del vector LAMA3 a les cèl·lules de pacients amb EB de les vies respiratòries va provocar un augment significatiu de l'expressió de proteïnes i d'ARN LAMA3. El més important és que les cèl·lules de les vies respiratòries del pacient EB corregides presentaven una millora de la unió cel·lular i eren comparables a les cèl·lules donants no EB. Aquest descobriment suggereix que la correcció terapèutica de l'expressió LAMA3 podria abordar els defectes d'adhesió cel·lular d'alguns pacients amb EB de les vies respiratòries.
Per fer un pas més enllà de la investigació, els científics haurien de poder agafar les cèl·lules corregides del cultiu i trasplantar-les de nou a les vies respiratòries. Tanmateix, a diferència dels empelts de pell, actualment no hi ha un mètode quirúrgic que permeti que això succeeixi mantenint les vies respiratòries patents. Com a tal, l'equip va provar l'empelt de cèl·lules epitelials provat mitjançant un model de cirurgia. Van aïllar cèl·lules basals de les vies respiratòries i les van fer créixer en condicions de cultiu cel·lular similars a les utilitzades anteriorment per als pacients amb EB, després van desenvolupar stents personalitzats impresos en 3D dissenyats per suportar empelts de cèl·lules epitelials traqueals. L'anàlisi posterior a la cirurgia va revelar un empelt reeixit de cèl·lules cultivades. És important destacar que això obre la porta al potencial de que les cèl·lules autòlogues manipulades ex vivo prosperin després del trasplantament en un entorn clínicament rellevant.
Els resultats d'aquest estudi ofereixen l'esperança que en el futur sigui possible combinar la teràpia cel·lular i la teràpia gènica per crear una nova solució per als pacients amb manifestacions de les vies respiratòries d'EB. El progrés aconseguit en la comprensió de les bases genètiques de l'EB de les vies respiratòries, el desenvolupament de tècniques de correcció gènica i l'empelt amb èxit de cèl·lules cultivades en un model animal quirúrgicament similar als humans subratlla el potencial de teràpies transformadores. Els propers passos en aquest estudi seran afinar els vectors lentivirals perquè siguin adequats per al seu ús en pacients i optimitzar encara més l'eficiència i la reproductibilitat del trasplantament cel·lular.
Tornar al contingut
Crèdit de la imatge: personal de Blausen.com (2014). "Galeria mèdica de Blausen Medical 2014". WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI:10.15347/wjm/2014.010. ISSN 2002-4436.