Cercetatorii de la Centrul Medical Universitar – Columbia (CUMC), au creat o modalitate de a dezvolta terapii genice personalizate pentru pacientii cu retinita pigmentara (RP), una dintre principalele cauze de pierdere a vederii.
Abordarea, prima de acest tip, se foloseste de tehnologia celulelor stem pluripotente induse (iPS) de a transforma celulele pielii in celule retiniene, care sunt apoi utilizate ca un model specific pacientului pentru studiul bolilor si teste preclinice.
Utilizand aceasta abordare, cercetatorii condusi de Dr. Stephen H. Tsang, au aratat ca o forma de RP cauzata de mutatii la nivelul genei MFRP (membrane frizzled-related protein), perturba proteina care confera celulelor retiniene integritatea lor structurala.
De asemenea, s-a aratat ca efectele acestor mutatii, pot fi inversate prin terapie genica.
Abordarea ar putea fi utilizata pentru a crea terapii personalizate pentru alte forme de RP, precum si alte boli genetice. Lucrarea a fost publicata recent in editia online a Molecular Therapy (American Society for Gene & Cell Therapy).
„Utilizarea de linii celulare specifice pacientului pentru testarea eficacitatii terapiei genice in scopul de a corecta exact deficienta genetica a unui pacient, ofera totusi un alt instrument pentru avansarea domeniul medicinei personalizate” a spus dr. Tsang.
In timp ce RP poate debuta in timpul copilariei, primele simptome apar de obicei timpuriu la varsta adulta, incepand cu nictalopie. Pe masura ce boala progreseaza, persoanele afectate isi pierd vederea periferica. In etapele ulterioare, RP distruge fotoreceptori in macula, care este responsabila pentru vederea centrala fina.
RP este estimata a afecta cel putin 75.000 de persoane din Statele Unite si 1,5 milioane in intreaga lume. Mai mult de 60 de gene diferite au fost asociate RP, ceea ce face dificil de a dezvolta modele pentru a studia boala. Modele animale, desi utile, au limitari semnificative din cauza diferentelor interspecii. De asemenea, cercetatorii utilizeaza celulele retinei umane din banci de ochi pentru a studia RP.
Cum aceste celule reflecta stadiul final procesului patologic, totusi, acestea dezvaluie putin despre modul in care se dezvolta boala. Nu exista modele de culturi de tesuturi umane de RP, deoarece ar fi periculos de a recolta celule retiniene de la pacienti.
In cele din urma, celulele stem embrionare umane ar putea fi utile in cercetarea RP, dar ele sunt supuse normelor de etica, legale si tehnice. Utilizarea tehnologiei iPS ofera o modalitate in jurul acestor limitari si preocupari. Cercetatorii pot induce pacientului propriile celule ale pielii, pentru a reveni la un status mai de baza, similar celulelor stem embrionare. Astfel de celule sunt „pluripotente”, ceea ce inseamna ca acestea pot fi transformate in celule specializate, de diferite tipuri.
In studiul actual, echipa CUMC a utilizat tehnologia iPS pentru a transforma celulele pielii prelevate de la doi pacienti RP – fiecare cu o mutatie MFRP diferita – in celulele retinei, creand modele specifice pacientului pentru studierea bolii si testarea terapiilor potentiale.
Prin analiza acestor celule, cercetatorii au descoperit ca efectul principal al mutatiilor MFRP este de a perturba reglarea actinei, proteina care formeaza citoscheletul, care confera celulei integritatea structurala.
„In mod normal, citoscheletul arata ca o serie de hexagoane conectate, daca o celula pierde aceasta structura, isi pierde capacitatea sa de a functiona.” a spus dr. Tsang.
De asemenea, cercetatorii au descoperit ca MFRP functioneaza in tandem cu o alta gena, CTRP5, si ca este nevoie de un echilibru intre cele doua gene pentru reglarea normala a actinei.
In faza urmatoarea a studiului, echipa CUMC a utilizat virusuri adeno-asociate (AAV) pentru a introduce copii normale ale MFRP in celulele retinei iPS-derivate, restabilind cu succes functia celulelor.
De asemenea, cercetatorii au utilizat terapia genica pentru a „salva” soarecii cu RP datorita mutatiilor MFRP.
Conform afirmatiilor Dr. Tsang, soarecii au prezentat o ameliorare pe termen lung a functiei vizuale si refacerea numarului de fotoreceptori.
„Acest studiu ofera atat in vitro, cat si in vivo dovada ca pierderea vederii cauzate de mutatii MFRP ar putea fi tratata prin terapie genica cu AAV”, a declarat co-autorul publicatiei, dr. Dieter Egli.
Dr. Tsang considera ca aceasta abordare ar putea fi de asemenea utilizata pentru a studia alte forme de RP.
Acesta a mentionat ca „Prin studii de secventiere a genomului, sute de noi erori genetice au fost asociate cu RP, dar, pana in prezent, am avut foarte putine modalitati de a afla daca acestea cauzeaza de fapt boala. In general, celulele iPS ne pot ajuta sa determinam daca aceste gene cauzeaza de fapt RP, sa intelegem functia lor si in cele din urma, sa dezvoltam tratamente personalizate”.
