El Instituto de Investigación Sant Joan de Déu (IRSJD) y el Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO), dentro del programa JointLab ICFO-SJD, con la participación del Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras (CIBERER) y el sincrotrón ALBA han obtenido resultados prometedores in vitro con una terapia génica para combatir la distrofia muscular congénita.
El análisis de las células de tres pacientes ha permitido, en concreto, ver las alteraciones sufridas debido a la enfermedad y ha comprobado como uno de los tratamientos experimentales con terapia génica utilizados sí ayuda a revertir los defectos. La técnica seleccionada podrá ser llevada ahora a estudio en modelo animal y, si se confirma la utilidad, a desarrollo clínico.
Los pacientes con distrofia muscular tienen una mutación en los genes que se encargan de producir el colágeno, de manera que no pueden formar correctamente esta red de fibras de colágeno entre células. El objetivo del equipo científico era silenciar esta mutación, en concreto en el gen mutado del colágeno 6, con una técnica de edición genética basada en el sistema CRISPR/Cas9.
Para el estudio, el IRSJD, vinculado al Hospital Materno-Infantil de Sant Joan de Déu, tomó biopsias de piel de los tres niños diagnosticados de distrofia muscular. Una vez tuvieron estas células de fibroblastos, usaron diferentes formas de terapia génica en el laboratorio para, a grandes rasgos, hallar una que sí permitiera volver a escribir correctamente los genes que codifican para el colágeno. Los resultados del sistema seleccionado finalmente son muy satisfactorios ya que han conseguido que las células de los pacientes vuelvan a tener el aspecto de unas células sanas.
Para comprobar la efectividad del tratamiento con terapia génica el equipo investigador ha analizado las células de los pacientes con tecnología avanzada de microscopia. Entre ellas, la microscopia de super-resolución llevada a cabo en la plataforma de Microscopia Confocal e Imagen Celular del IRSJD e ICFO y la microscopia de rayos X con luz de sincrotrón en la línea de luz MISTRAL de ALBA. El trabajo conjunto de estas plataformas ha sido clave para comprender los resultados de los experimentos realizados para la distrofia muscular.
¿Cómo se sabe si la terapia resulta útil?
Para que una terapia génica sea considerada útil debe devolver las células con mutaciones al fenotivo nativo o control (sano). Y, en este caso, las imágenes de células de fibroblasto sanas se compararon con las imágenes de células afectadas por la mutación y con las células tratadas con terapia génica, y mostraron como, efectivamente, se habían corregido los trastornos derivados de la mutación en los genes. Remitieron sus efectos y recuperaron la red de colágeno normal entre células, así como los niveles de endosomas y lisosomas.
“Gracias a la colaboración entre nuestra institución y ALBA se han podido analizar por primera vez células de pacientes con distrofia muscular con la luz del sincrotrón. Esta colaboración ha permitido dar un paso adelante en el estudio de la enfermedad y la búsqueda de posibles tratamientos”, explica Mónica Roldan, investigadora del IRSJD.
MISTRAL es un microscopio singular puesto que solamente hay 3 más en el mundo en otros tres sincrotrones. “Permite hacer tomografías a las células, como un TAC de un hospital, pero con un millón de veces más de resolución”, explica Ana Joaquina Pérez Berná, científica de la línea MISTRAL del ALBA (criotomografía de rayos X). Esto permite ver el interior de las células y entender qué pasa en ellas de forma global, ya que no hace falta cortarlas o tratarlas químicamente, solamente están congeladas.
El estado de las células es casi "nativo"
Los fibroblastos se cultivan y luego se pasan a un soporte específico para sincrotrón con rejillas de oro para que no reaccionen con las células. En esas rejillas crecen y luego se extraen del cultivo y se vitrifican con una máquina específica, informa Pérez Berná a este diario. El estado de las células a partir de ahí es “casi nativo”, porque ni se cortan ni se tiñen (tinción).
Con el sincrotrón usaron una capacidad de penetración de los fotones de 20 micras, de 520 electrovoltios, que es como “la ventana del agua”; es decir, todo lo que es agua es transparente pero quedan a la vista todas las estructuras de la célula, apunta esta científica de la macroestructura científica pública, ubicada en Cerdanyola del Vallés, en Barcelona. “Es algo similar a una radiografía, en la que se ve el hueso y no el músculo; esto es en células y, además, lo vemos todo el tres dimensiones, como si fuese un TAC, porque vamos rotando la muestra”.
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