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El nuevo gen que corrige técnica puede curar a pacientes de la célula falciforme con sus propias células

Los investigadores en el instituto de Salk para los estudios biológicos han desarrollado una manera de utilizar las propias células de los pacientes potencialmente para curar la anemia de células falciformes y muchos otros desordenes causados por mutaciones en un gen que ayuda a la hemoglobina de la sangre de la producción.

La técnica utiliza las células de la piel de un paciente para generar a las células madres pluripotent inducidas (iPSCs), que son capaces de convertirse en los diversos tipos de tejidos maduros -- incluyendo sangre. Los científicos dicen su método, que repara el gen de la beta-globina (HBB), evitan las técnicas de la terapia génica que pueden introducir genes potencialmente dañinos en las células.

La nueva técnica, que pronto será probada como terapia en animales, también aparece ser mucho más eficiente que otros métodos probados hasta la fecha, los investigadores dicen.

“Nuestras conclusión fijan el escenario para el revelado de las terapias iPSC-basadas para devastar desordenes genéticos tales como anemia de células falciformes,” dice el investigador del principio del estudio, Juan Carlos Izpisua Belmonte, un profesor de Salk y al jefe del laboratorio de la expresión génica.

La anemia de células falciformes es un grupo de desordenes de sangre heredados causados por mutaciones genéticas en el gen de HBB, dando por resultado la hemoglobina anormal, la proteína hierro-que contiene que permite normalmente que los glóbulos lleven el oxígeno. Esto hace a los glóbulos rojos hacer duros y pegajosos y asemejarse a una herramienta curvada de la granja llamada una “hoz.” En los dos desordenes de cabeza causados por mutaciones de HBB, anemia de la célula falciforme y talasemia beta, los glóbulos rojos no pueden llevar efectivo el oxígeno.

Los síntomas de la anemia de células falciformes incluyen la hinchazón de las manos y de los pies, el dolor debido a la obstrucción de los vasos sanguíneos, la anemia y el recorrido.

Los desordenes son los mas comunes entre gente de decente africano, mediterráneo y medio-oriental. Uno en cada 500 afroamericanos y uno en cada 30.000 hispanoamericanos nace con la anemia de células falciformes, según los centros para el control y prevención de enfermedades.

La enfermedad se puede curar con los trasplantes de la médula de la célula madre o, pero hay un de alto riesgo que los beneficiarios de trasplantes rechazarán el tuétano o las células donado, que pueden dar lugar a efectos secundarios e incluso a muerte serios.

Los investigadores de Salk, que incluyen a los co-primeros autores MES Li y Keiichiro Suzuki, ambos socios de investigación en el laboratorio de Belmonte, establecido para idear un método seguro para utilizar iPSCs para corregir el gen de HBB en los pacientes que tienen copias defectuosas del gen.

Porque los iPSCs vienen de la propia carrocería de un paciente, deben llevar menos riesgo para el rechazo del trasplante. También, cerca de 500 otras mutaciones enfermedad-que causaban se han determinado en el gen de HBB, así que la corrección del gen podría potencialmente curar una multitud de enfermedades HBB-relacionadas por todo el mundo.

Sin embargo, la generación del iPSC y las técnicas tradicionales de la terapia génica han demostrado ser potencialmente inseguras, según los investigadores.

Muchos han utilizado virus para convertir las células adultas a las células madres y para llevar un gen normal de HBB para infectar y para reparar a las células madres hematopoyéticas - las células madres que dan lugar a todos los glóbulos.

Pero cuando dan estas células madres reparadas detrás a los pacientes, pueden incluir los transgenes - los genes indeseados que se han insertado en el genoma del ordenador principal y romper la función normal de la DNA. La técnica es también ineficaz, corrigiendo solamente un pequeño porcentaje de las mutaciones de gen, y el éxito del trasplante ha probado raro en las juicios clínicas que probaban terapia génica para tratar talasemia beta.

“Quisimos reparar la mutación de una manera tal que no deje ninguna trazos indeseada en el genoma de un paciente,” Suzuki decimos.

Para hacer eso, los investigadores utilizaron una aproximación de dos etapas. Primero, tomaron a las células epiteliales adultas de un paciente con una mutación de HBB que causa la anemia de células falciformes. Utilizaron seis genes para engatusar estas células para invertir a los iPSCs, que se podrían entonces desarrollar en los glóbulos. Los genes fueron introducidos en las células usando una técnica que evita el uso de virus y la inserción de transgenes en el genoma de las células.

Su paso siguiente era reparar la mutación de gen de HBB en las células madres. Para intercambiar el gen defectuoso con una copia normal en los iPSCs, los investigadores utilizaron un adenovirus modificado (virus del frío común) eso, a diferencia de los virus usados en otros métodos, no se repliegan en la carrocería y no alteran la DNA de las células huesped. Los genes virales fueron suprimidos y reemplazados por una serie de la DNA que contuvo un gen normal de HBB.

El virus modificado entonces entregó el nuevo material genético dentro de los iPSCs, donde la región de la DNA que contenía el gen fragmentado fue reemplazada por la serie que contenía el gen normal. “Suceso naturalmente, trabajando como un cremallera,” Li dice. “El buen gen apenas relampaga hacia adentro perfectamente, activando el malo fuera.”

Reemplazando una región relativamente grande de DNA, la técnica permite que los científicos reparen muchas mutaciones de gen inmediatamente, que sugiere el método pudiera ofrecer una manera de tratar centenares de tipos de enfermedades HBB-relacionadas. La corrección del gen del mutante HBB era también muy eficiente y las pruebas múltiples conducto del equipo de investigación para no asegurar ningún gen errante eran integradas en el genoma.

Los científicos de Salk ahora proyectan hacer a los glóbulos de las células madres reparadas y probar su eficacia en animales. Si es acertado, esto puede llevar a las terapias para los seres humanos en quienes invertirán en iPSCs, después genético serán reparadas y trasplantadas a las células madres de un paciente nuevamente dentro de la médula del mismo paciente. Si es acertada, la médula entonces producirá a todos los nuevos glóbulos, incluyendo la hemoglobina normal.

Si la técnica prueba efectivo, los investigadores dicen, él pudieron ser utilizados para tratar otros tipos de enfermedades causadas por únicas mutaciones de gen.