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Abstract

Las terapias avanzadas comprenden un grupo de medicamentos biológicos basados en la terapia génica, la terapia celular y la ingeniería de tejidos. En este artículo se presentan algunos conceptos básicos, se describen las estrategias más prometedoras y se detallan los resultados de diferentes ensayos clínicos para un grupo significativo de enfermedades, especialmente las enfermedades hereditarias monogénicas. Se hace un mayor hincapié en la terapia génica ex vivo en enfermedades del sistema hematopoyético, al ser el grupo de enfermedades pioneras que además han orientado la investigación en el campo. Destacamos también algunos ejemplos de éxito de terapia génica in vivo y señalamos la contribución de la terapia celular y de la ingeniería de tejidos al grupo de enfermedades raras de la piel. Pretendemos con ello dar una visión de la situación de las terapias avanzadas en enfermedades raras y señalamos algunas de las vías de futuro orientadas al desarrollo de tratamientos más eficaces y seguros.
ARBOR Ciencia, Pensamiento y Cultura
Vol. 194-789, julio-sepembre 2018, a467 | ISSN-L: 0210-1963
hps://doi.org/10.3989/arbor.2018.789n3009
ADVANCED THERAPIES FOR
RARE DISEASES
TERAPIAS AVANZADAS EN
ENFERMEDADES RARAS
Crisna Fillat
Instut d’Invesgacions Biomèdiques August Pi i Sunyer
(IDIBAPS) / Centro de Invesgación Biomédica en Red de
Enfermedades Raras (CIBERER)
ORCID iD: hps://orcid.org/0000-0002-0801-3338
cllat@clinic.cat
Marcela del Río
Universidad Carlos III de Madrid / Centro de Invesgaciones
Energécas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) /
Centro de Invesgación Biomédica en Red de Enfermedades
Raras (CIBERER) / Instuto de Invesgación Sanitaria de la Funda-
ción Jiménez Díaz (IIS-FJD)
ORCID iD: hps://orcid.org/0000-0003-2910-7189
mrnechae@ing.uc3m.es
Lucía Marnez-Santamaría
Universidad Carlos III de Madrid / Centro de Invesgaciones
Energécas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) / Cen-
tro de Invesgación Biomédica en Red de Enfermedades Raras
(CIBERER) / Instuto de Invesgación Sanitaria de la Fundación
Jiménez Díaz (IIS-FJD)
ORCID iD: hps://orcid.org/0000-0002-9637-2364
lmsantam@ing.uc3m.es
Juan A. Bueren
Centro de Invesgaciones Energécas, Medioambientales y
Tecnológicas (CIEMAT) / Centro de Invesgación Biomédica en
Red de Enfermedades Raras (CIBERER) / Instuto de Invesga-
ción Sanitaria de la Fundación Jiménez Díaz (IIS-FJD)
ORCID iD: hps://orcid.org/0000-0002-3228-7013
juan.bueren@ciemat.es
RESUMEN: Las terapias avanzadas comprenden un grupo de me-
dicamentos biológicos basados en la terapia génica, la terapia celu-
lar y la ingeniería de tejidos. En este arculo se presentan algunos
conceptos básicos, se describen las estrategias más prometedoras
y se detallan los resultados de diferentes ensayos clínicos para un
grupo signicavo de enfermedades, especialmente las enferme-
dades hereditarias monogénicas. Se hace un mayor hincapié en la
terapia génica ex vivo en enfermedades del sistema hematopoyé-
co, al ser el grupo de enfermedades pioneras que además han
orientado la invesgación en el campo. Destacamos también al-
gunos ejemplos de éxito de terapia génica in vivo y señalamos la
contribución de la terapia celular y de la ingeniería de tejidos al
grupo de enfermedades raras de la piel. Pretendemos con ello dar
una visión de la situación de las terapias avanzadas en enfermeda-
des raras y señalamos algunas de las vías de futuro orientadas al
desarrollo de tratamientos más ecaces y seguros.
PALABRAS CLAVE: Terapia génica; terapia celular; ingeniería de
tejidos; enfermedades raras.
ABSTRACT: Advanced therapies are a group of medicines for
human use based on gene therapy, somac cell therapy or
ssue-engineering. In this paper we present some general basic
concepts, describe the most promising strategies and summarize
the results of a variety of clinical trials for a signicant group of
monogenic inherited diseases. Major emphasis is placed on ex
vivo gene therapy approaches for diseases of the hematopoiec
system, since these corresponded to pioneering treatments
that have guided research in this eld. We also highlight some
examples of successful in vivo gene therapy and point out the
contribuon of somac cell therapy and ssue engineering to the
group of rare skin diseases. We aim to provide an overview of the
state of the art of advanced therapies in rare diseases and highlight
some of the cung-edge technologies under development that
can provide more eecve and safer treatments in the future.
KEYWORDS: Gene therapy; cell therapy; ssue engineering;
rare diseases.
Cómo citar este arculo/Citaon: Fillat, C., Río, M. del,
Marnez-Santarmaría, L. y Bueren, J. A. (2018). Terapias
avanzadas en enfermedades raras. Arbor, 194 (789): a467.
hps://doi.org/10.3989/arbor.2018.789n3009
Copyright: © 2018 CSIC. Este es un arculo de acceso abierto
distribuido bajo los términos de la licencia de uso y distribución
Creave Commons Reconocimiento 4.0 Internacional (CC BY 4.0).
Recibido: 30 abril 2015. Aceptado: 13 mayo 2016.
MEDICINA, CIENCIA Y REALIDAD DE LAS ENFERMEDADES RARAS / MEDICINE, SCIENCE AND REALITY OF RARE DISEASES
ARBOR Vol. 194-789, julio-sepembre 2018, a467. ISSN-L: 0210-1963 hps://doi.org/10.3989/arbor.2018.789n3009
Terapias avanzadas en enfermedades raras
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INTRODUCCIÓN
Las terapias avanzadas constuyen un grupo de
medicamentos de uso humano basados en la terapia
génica, la terapia celular o la ingeniería de tejidos. Se
trata de estrategias terapéucas nuevas que abren es-
peranzas para un gran número de enfermedades raras
(ER) que carecen de tratamientos ecaces.
Los medicamentos de terapia avanzada en ER se
encuentran en un alto porcentaje de casos en fase
de invesgación básica y de desarrollo preclínico. En
gran medida esto es así puesto que el desarrollo de
los mismos va asociado a los avances en los conoci-
mientos de las bases moleculares y siopatológicas
de la enfermedad. La mayor atención que este grupo
de enfermedades, tan heterogéneas y tan poco pre-
valentes, ha recibido por parte de las instuciones sa-
nitarias en el mundo occidental ha representado un
impulso tanto en la invesgación básica como en el
desarrollo de nuevas terapias, y en especial en tera-
pias avanzadas. Así, para enfermedades de las que se
dispone de un buen conocimiento sobre su biología
encontramos ensayos clínicos en diferentes fases de
desarrollo y empiezan a surgir los primeros medica-
mentos comercializados, de acuerdo con la legislación
existente para medicamentos de terapias avanzadas.
Esta es sin duda un área de presente y futuro y cu-
yos avances pueden dar respuesta al tratamiento de
muchas enfermedades, hoy huérfanas de curación.
Este trabajo pretende presentar al lector una visión
sobre el estado actual de las terapias avanzadas en
enfermedades raras cubriendo aspectos básicos de
concepto, diseño y desarrollo, así como presentar al-
gunos ejemplos que de forma exitosa han realizado el
largo trayecto que va desde la invesgación básica a la
prácca clínica.
TERAPIA GÉNICA
Conceptos. La terapia génica consiste en un con-
junto de estrategias terapéucas que ulizan un me-
dicamento biológico cuyo principio acvo son ácidos
nucleicos capaces de modular la expresión de genes
endógenos o expresar nuevos genes para prevenir,
detener o reverr un proceso patológico. Además
del principio acvo el medicamento de terapia -
nica requiere de un vehículo o vector que facilite
el acceso del principio acvo al interior de la célula
diana. Mayoritariamente la terapia génica para en-
fermedades raras se ha desarrollado alrededor de
enfermedades monogénicas recesivas; sin embargo,
las posibilidades de una aplicación para enfermeda-
des más complejas está siendo evaluada en estudios
preclínicos (Fillat y Altafaj, 2012).
La terapia génica, en función de la enfermedad
que se vaya a tratar, se desarrolla tomando como
base tres principios:
1) Adición génica. Es la estrategia más comúnmente
ulizada e implica la adición de una secuencia re-
combinante de DNA para que exprese un producto
génico que está ausente o no es funcional en el pa-
ciente. Es una estrategia común para el desarrollo
de terapias para enfermedades hereditarias cuyo
defecto genéco da lugar a una pérdida de fun-
ción. La adición génica puede darse de manera que
el nuevo gen se mantenga de forma episomal en
el núcleo de la célula, o bien se integre en el geno-
ma de la célula huésped. Esta integración podrá ser
esencialmente aleatoria, o bien podrá tener lugar
en una región deseada del genoma, en regiones
que no intereran con la expresión de genes rele-
vantes para la célula, a las que se denomina como
zonas seguras del genoma.
2) Supresión génica. En este caso se trata de corregir
condiciones patológicas en las que o bien se produ-
ce una proteína anómala, o se produce una sobre-
expresión patológica de la misma. Estas aproxima-
ciones también se vislumbran para la regulación de
ARNs no codicantes, especialmente los miARNs.
Así se diseñan secuencias de reconocimiento de
miARNs especícos, para que actúen como compe-
dores de los transcritos naturales sobre los que
actúan, ejercitando un papel de esponja, o de se-
cuestro de los miARNs.
3) Reparación o edición génica. Esta estrategia se po-
dría considerar la aproximación ideal. El objevo
es sustuir únicamente los cambios nucleodicos
existentes que han dado lugar a un gen disfuncio-
nal. Los sistemas desarrollados son similares a los
que se ulizan para la inserción de genes en sios
seguros del genoma. Esencialmente consisten en
inducir un punto de rotura en una región concreta
del ADN, a la vez que se introduce en la célula una
región con la secuencia nucleodica correcta y dos
brazos de homología en cada extremo para facilitar
que tenga lugar un proceso de recombinación ho-
móloga entre el ADN huésped y el fragmento intro-
ducido. Con ello se consigue reparar la región que
alberga las mutaciones patogénicas.
Vectores virales: Vectores integravos. Disnguire-
mos dos pos de vectores, los vectores γ-retrovirales
y los lenvirales. Ambos comparten algunas caracterís-
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Crisna Fillat, Marcela del Río, Lucía Marnez-Santamaría y Juan A. Bueren
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cas, como que se trata de virus ARN cuyo genoma es
fácilmente modicable, y que permiten la expresión en
trans de gran parte de sus proteínas para la formación
de las parculas virales. Se denominan integravos ya
que el genoma viral se inserta en el ADN cromosómico
de la célula infectada y permanece a lo largo de las di-
ferentes divisiones celulares. Estas propiedades los han
hecho especialmente atracvos para las estrategias de
terapia génica basadas en la manipulación ex vivo de
las células. Los vectores γ-retrovirales, y principalmente
los derivados del virus de la leucemia murina, fueron
los pioneros en entrar en ensayos clínicos de terapia
génica. Estos vectores, una vez han infectado la célula,
no son capaces de entrar en el núcleo a no ser que la
célula se encuentre en división; momento en que la en-
voltura nuclear se desintegra y el genoma liberado por
el vector viral puede tener acceso a los cromosomas
celulares y proceder a la integración. La integración de
estos vectores ene lugar principalmente en regiones
ricas en genes, y parcularmente cerca del inicio de la
transcripción. Sin embargo, los vectores lenvirales -los
más ulizados derivados del virus VIH- son capaces
de transportar el genoma al núcleo celular, lo que favo-
rece la transducción de células quiescentes, por lo que
este proceso es independiente de la división celular.
Como ocurre con los vectores γ-retrovirales, la inte-
gración de los vectores lenvirales en el genoma de la
célula huésped también transcurre en regiones ricas en
genes. No obstante, en este caso no existe preferencia
por la integración alrededor del inicio de transcripción
(Schröder et al., 2002). Esto ha hecho que sean consi-
derados vectores más seguros y de mayor aplicabilidad.
En estos vectores se realizó también la inacvación de
los promotores y secuencias potenciadoras de la expre-
sión, lo que supuso un paso adicional de seguridad. De
manera análoga, en los vectores γ-retrovirales también
se ha realizado tal inacvación, por lo que en ambos
casos se pueden ulizar secuencias reguladoras de la
expresión génica más débiles o con acvidad especíca
de linaje celular.
Vectores no integravos. Destacamos principalmen-
te los vectores derivados de virus adenoasociados
(AAV). Se trata de virus ADN, de genoma pequeño y
que necesitan de un virus helper, para completar su
ciclo de vida. El genoma del AAV puede remplazarse
por el gen terapéuco práccamente en su totalidad,
a excepción de las secuencias ITR. Ello permite un
margen de clonaje relavamente pequeño, alrededor
de las 5kb. Esto es considerado una limitación ya que
en ocasiones las secuencias que se quieren introducir
exceden este tamaño. Por otro lado, los AAV son vec-
tores altamente atracvos ya que pueden transducir
células post-mitócas, manenen el genoma de for-
ma episomal en el núcleo celular y hay una variedad
signicava de seropos diferentes de AAV con tro-
pismos de tejido especíco. Son vectores de especial
interés en estrategias de terapia génica in vivo, en
marcha en varios ensayos clínicos. Una de sus princi-
pales limitaciones radica en la respuesta inmune que
frecuentemente despiertan estos vectores, lo que en
algunos casos limita la ecacia del vector.
Estrategias de terapia génica: Ex vivo. La terapia gé-
nica ex vivo se basa en la colecta de las células que
se quieren modicar del paciente, seguida por la
transducción in vitro de estas células con los vecto-
res portadores del gen terapéuco y la posterior re-
infusión de las células corregidas al paciente (gura
1). El paradigma de esta estrategia lo constuye la te-
rapia génica ex vivo de células hematopoyécas, que
se describe en detalle más adelante. Esta estrategia
se uliza en la mayor parte de los casos con vecto-
res integravos que permitan el mantenimiento del
gen terapéuco a largo plazo, tales como los vectores
γ-retrovirales o lenvirales.
In vivo. La terapia génica in vivo consiste en la admi-
nistración del vector terapéuco directamente al pa-
ciente. La administración puede ser sistémica por vía
endovenosa, o local por inyección directa al órgano o
tejido de interés (gura 1). Para el tratamiento in vivo
de enfermedades raras los principales vectores uli-
zados son los vectores AAV, cuyos logros se describen
más adelante.
TERAPIA GÉNICA EX VIVO DE ENFERMEDADES
RARAS: EL SISTEMA HEMATOPOYÉTICO
El protocolo básico seguido en los ensayos clínicos
de terapia génica de enfermedades monogénicas del
sistema hematopoyéco es el que se muestra en la -
gura 1. En la inmensa mayoría de estos protocolos, las
células diana se obenen a parr de la médula ósea o
de aféresis de sangre periférica tras un tratamiento que
moviliza las células madre hematopoyécas (CMH) de
la médula ósea. En un paso posterior, las CMHs se puri-
can mediante sistemas inmunomagnécos basados en
la expresión del marcador CD34, expresado en estas cé-
lulas. Una vez enriquecida la población de CMHs, estas
se acvan proliferavamente mediante culvo in vitro
durante 24 o 28 horas, seguido de uno o varios ciclos
de transducción con los vectores γ-retrovirales o len-
virales portadores de los genes terapéucos durante un
máximo de 2 o 3 días adicionales. Por úlmo, las células
CD34+ somedas al proceso de corrección genéca se
infunden en el paciente por vía endovenosa.
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Terapias avanzadas en enfermedades raras
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En las patologías en las que las células corregidas
desarrollan fuerte ventaja proliferava respecto a las
células no corregidas, como es el caso de la inmuno-
deciencia X1-SCID, las células se pueden infundir sin
necesidad de pre-acondicionar a los pacientes con
quimioterapia. Por el contrario, si las células corregi-
das no desarrollan una ventaja proliferava, el pacien-
te recibe un acondicionamiento quimioterápico para
facilitar el injerto de las células transducidas.
Imunodeciencia severa combinada por décit de
ADA. Entre los síndromes hematopoyécos que pri-
mero se consideraron para su tratamiento génico des-
taca la inmunodeciencia severa combinada asociada
a mutaciones en el gen Adenosina Deaminasa (ADA-
SCID). La ausencia de ADA implica la acumulación
del sustrato desoxiadenosina trifosfato en la célula,
lo cual resulta parcularmente tóxico en los linfoci-
tos T. Esta inmunodeciencia fue una de las primeras
patologías que se trataron mediante terapia génica
con vectores γ-retrovirales, primero en los Naonal
Instutes of Health (NIH) de Estados Unidos (Blaese
et al., 1995; Kohn et al., 1998), y luego en el Hospital
San Raaelle de Milán (Aiu et al., 2002; Bordignon et
al., 1993). Las alternavas que se consideraron para el
tratamiento genéco de esta enfermedad tenían por
objeto la transferencia del gen ADA en los linfocitos
T de los pacientes o en las CMHs. Tras la infusión de
las células corregidas en los pacientes, se observó la
presencia de bajas proporciones de células corregidas
en sangre y modestas evidencias de benecio clínico.
Los mejores resultados se obtuvieron posteriormen-
te por parte del equipo del Dr. A. Aiu en Milán, quien
introdujo modicaciones sustanciales en los ensayos
clínicos anteriores. Como paso previo a la infusión de
las células CD34+ transducidas, este invesgador re-
ró la administración de la proteína ADA recombinante
a los pacientes. Con ello se pretendía forzar la ventaja
proliferava de las células corregidas frente a las no
corregidas. Por otra parte, para facilitar el injerto de
las células infundidas, los pacientes se acondiciona-
ron con un tratamiento submieloablavo de busulfán
(Aiu et al., 2002; Aiu y Roncarolo, 2009).
Desde el punto de vista clínico, este protocolo mos-
tró benecios terapéucos incuesonables en los diez
pacientes a quienes se les aplicó en el primer ensayo
clínico. A los diez años de tratamiento, ocho de los
pacientes mantenían la función de los linfocitos T sin
tratamiento con la proteína ADA recombinante. Es de
destacar que en este protocolo todos los pacientes
tratados estaban vivos, y ninguno de los pacientes
manifestó efectos adversos severos como consecuen-
Figura 1. Modalidades de terapia génica: ex vivo / in vivo. Ex vivo: esquema del protocolo de modicación de cé-
lulas hematopoyécas mediante vectores gamma-retrovirales / lenvirales. In vivo: esquema de inyección directa
de vectores adenoasociados a músculo esqueléco
Fuente: Elaboración propia.
ARBOR Vol. 194-789, julio-sepembre 2018, a467. ISSN-L: 0210-1963 hps://doi.org/10.3989/arbor.2018.789n3009
Crisna Fillat, Marcela del Río, Lucía Marnez-Santamaría y Juan A. Bueren
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cia de fenómenos de mutagénesis insercional. A día
de hoy se han tratado más de 40 pacientes con este
protocolo, siendo la supervivencia del 100% y la e-
cacia terapéuca del 75%. Este protocolo constuye
uno de los ejemplos más representavos de la ecacia
y seguridad asociada a procedimientos de terapia gé-
nica ex vivo. En virtud de los resultados obtenidos, el
medicamento consistente en células CD34+ transduci-
das con el vector γ-retroviral ulizado en este ensayo
recibió en 2016 la autorización de la Agencia Europea
del Medicamento para ser registrado como medica-
mento de uso clínico en Europa, bajo la denominación
de Strimvelis (Aiu, Roncarolo y Naldini, 2017).
Inmunodeciencia severa combinada X1-SCID. La
inmunodeciencia X1-SCID representa aproximada-
mente la mitad de todas las inmunodeciencias seve-
ras combinadas y está asociada a un defecto en la ca-
dena gc, una proteína que forma parte de numerosos
receptores de interleuquinas.
La terapia génica de estos pacientes se inició en el
Hospital Necker de París, por parte de los Drs. Fischer y
Cavazzana, mediante la transferencia del gen terapéu-
co a células CD34+, ulizando vectores γ-retrovirales. En
este caso, la infusión se realizó sobre pacientes que no
habían recibido acondicionamiento alguno. En los dos
primeros pacientes que se trataron se consiguió restau-
rar tanto el número como la función de las células B, T
y NK (Cavazzana-Calvo et al., 2000). Estos resultados se
conrmaron en cinco nuevos pacientes tratados en el
mismo centro (Hacein-Bey-Abina et al., 2002) y en otros
cuatro pacientes tratados por B. Gaspar y A. Thrasher en
Londres (Gaspar et al., 2004). A parr del segundo año
de tratamiento, no obstante, seis de los veinte pacientes
X1-SCID que fueron infundidos con células transducidas
con los vectores γ-retrovirales desarrollaron leucemias
linfocícas, si bien cinco de ellos respondieron sasfac-
toriamente al tratamiento antumoral.
La inmunodeciencia X1-SCID y los avances en la se-
guridad de la terapia génica. En los pacientes X1-SCID
que desarrollaron leucemia linfocíca se observó que
una gran proporción de las inserciones del vector tera-
péuco tuvieron lugar en regiones próximas o dentro
de genes de las células diana. De hecho, se observó
que con alta frecuencia la inserción del vector tera-
péuco ocurría junto al oncogén LMO2, implicado en
leucemias linfocícas (Hacein-Bey-Abina et al., 2003).
Con objeto de minimizar el riesgo de transacvar on-
cogenes por la inserción de vectores terapéucos,
se desarrollaron nuevos vectores γ-retrovirales en
los cuales las regiones LTR se habían inacvado a se-
mejanza de los realizados en los vectores lenvirales
autoinacvados. Con este vector ninguno de los más
de diez pacientes tratados ha desarrollado reacciones
adversas asociadas a la inserción del vector (Hecein-
Bey-Abina et al., 2014).
Granulomatosis crónica. La granulomatosis crónica
constuye otra inmunodeciencia que ha sido tratada
mediante terapia génica. Esta enfermedad se caracte-
riza por una respuesta inecaz de las células fagocí-
cas para generar anión superóxido, lo que se manies-
ta mediante un síndrome recurrente de infecciones y
formación de granulomas.
Los estudios clínicos realizados por el Dr. Manuel
Grez en Frankfurt sobre pacientes con mutaciones en
el gen pg91 phox y basados en la infusión de células
CD34+ transducidas con vectores γ-retrovirales en dos
pacientes adultos que recibieron acondicionamiento
mieloablavo también mostraron mejorías clínicas,
pues los pacientes tratados en estos estudios genera-
ron células fagocícas con acvidad NADPH funcional
(O et al., 2006). A pesar de ello, y tal como ocurrió
en el caso de la inmunodeciencia X1-SCID, también
se observaron fenómenos de oncogénesis insercional
que promovieron una reconstución oligoclonal de
los pacientes a parr de los clones en los que se había
producido la transacvación de oncogenes tales como
MDS-EVI1 (Stein et al., 2010). Como consecuencia de
ello, estos ensayos clínicos se detuvieron hasta el desa-
rrollo de nuevos vectores. Recientemente se ha puesto
en marcha un ensayo clínico en donde el gen GP91 está
insertado en un vector lenviral autoinacvado, que
está demostrando evidencias de injerto estable con
células que han recuperado la función fagocíca, con
clara mejoría clínica y ausencia de genotoxicidad.
β-Talasemia. En el año 2010 la Dra. Marina Cavaz-
zana publicó los resultados del primer paciente con
b-talasemia que fue tratado con células CD34+ que
se transdujeron con un vector lenviral que confería
expresión especíca del gen de la globina-b en células
de la serie eritroide. Tras un acondicionamiento mie-
loablavo, los pacientes se infundieron con las células
transducidas. Progresivamente a lo largo del empo
se observó el incremento de la población de células
eritroides portadoras del gen terapéuco (Cavazzana-
Calvo et al., 2010).
Durante un empo, se observó la predominancia de
células que provenían de un clon celular en donde el
vector lenviral se había integrado en un microARN
(Let-7), produciendo su inacvación y con ello la so-
bre-expresión de uno de sus genes diana (HMGA2),
implicado en crecimiento celular. Afortunadamente,
ARBOR Vol. 194-789, julio-sepembre 2018, a467. ISSN-L: 0210-1963 hps://doi.org/10.3989/arbor.2018.789n3009
Terapias avanzadas en enfermedades raras
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tras un periodo de predominancia clonal benigna, la
hematopoyesis del paciente retornó a un patrón poli-
clonal, disminuyendo los riesgos de progresión malig-
na. Nuevos pacientes han sido tratados con este po
de vectores tanto en Europa como en Estados Unidos,
sin que por el momento se hayan indicado efectos
adversos severos. Más recientemente la Dra. Giuliana
Ferrari, del Hospital San Raaele, también ha demos-
trado benecio clínico en tres de los cuatro pacientes
tratados con un nuevo vector lenviral.
Síndrome de Wisko-Aldrich. Se trata de un síndro-
me asociado a inmunodeciencia y trombocitopenia.
En el año 2010 el equipo del Dr. C. Klein publicó los
resultados de los dos primeros pacientes tratados con
un vector γ-retroviral portador del gen de Wisko-
Aldrich. Estos pacientes mostraron una mejoría clínica
evidente, resolviéndose los problemas hemorrágicos,
eccema, autoinmunidad y predisposición a infeccio-
nes severas (Boztug et al., 2010). El benecio terapéu-
co observado en este ensayo se conrmó en un estu-
dio posterior (Braun et al., 2014). No obstante, como
ocurrió en el tratamiento de pacientes X1-SCID con
vectores γ-retrovirales, progresivamente se observó
la aparición de leucemias mieloides y linfoides en sie-
te de los diez pacientes tratados como consecuencia
de fenómenos de genotoxicidad.
En virtud de estos fenómenos de oncogénesis inser-
cional, el Dr. A. Aiu inició un ensayo clínico con vecto-
res lenvirales en pacientes con Wisko-Aldrich. En la
actualidad se han publicado los resultados obtenidos
en tres pacientes, en los que además de demostrar la
recuperación en el recuento de plaquetas y el rescate
de la inmunodeciencia, también se demuestra que
el patrón de reconstución hematopoyéca de los
pacientes fue policlonal, sin que por el momento se
hayan generado efectos adversos en ninguno de los
pacientes tratados (Aiu et al., 2013).
Adrenoleucodistroa y leucodistroa metacromá-
ca. La transducción de células madre hematopoyécas
se ha ulizado no solo para la corrección de enferme-
dades de este sistema, sino también para el tratamien-
to de otras patologías, tales como diferentes leucodis-
troas. En estos casos, el objevo clínico perseguido es
el de hacer llegar la proteína decitaria en el paciente a
los tejidos crícos, tal como es el sistema nervioso, en
estas patologías. Puesto que estas dos leucodistroas
se habían tratado anteriormente mediante trasplante
alogénico de CMHs, se pensó que la infusión de CMH
autólogas que sobre-expresaran la proteína decitaria
en el paciente podría también restaurar o al menos de-
tener la progresión de la enfermedad.
La X-adrenoleucodistroa cursa con una desmielini-
zación severa en el cerebro que se produce como con-
secuencia de la deciencia en la proteína ALD en los
oligodendrocitos y microglía. En el ensayo clínico reali-
zado por la Dra. N. Carer las células CMHs se transdu-
jeron con vectores lenvirales portadores del gen de la
ALD y posteriormente se reinfundieron en los pacientes
tras un acondicionamiento mieloablavo para facilitar
la reconstución a parr de las CMHs transducidas. Los
resultados que se presentaron en dos pacientes de-
mostraron por primera vez que era posible detener el
proceso de desmielinización en estos pacientes, de ma-
nera análoga a como se había mostrado en pacientes
somedos a trasplante alogénico de CMHs, pero sin las
complicaciones clínicas asociadas a un trasplante alo-
génico (Carer et al., 2009).
Posteriormente, los Drs. A. Bi y L. Naldini también
obtuvieron resultados posivos en un ensayo en tres pa-
cientes asintomácos con leucodstroa metacromáca,
originada por una deciencia en el gen de la arilsulfatasa
A (ARSA). Como en el caso de la ALD, en los tres pacien-
tes tratados en este ensayo se observó un detenimiento
en el progreso de la enfermedad, sin que se manifesta-
ran efectos adversos colaterales (Bi et al., 2013).
Próximos ensayos clínicos de enfermedades mono-
génicas del sistema hematopoyéco. La seguridad y
ecacia clínica observada en los ensayos clínicos de
terapia génica ha promovido el desarrollo de nuevos
vectores que permitan la puesta en marcha de nuevos
ensayos clínicos para el tratamiento génico de otros
síndromes que afectan a células del sistema hema-
topoyéco. Así, la Unidad 710 del CIBERER (CIEMAT/
IIS Fundación Jiménez Díaz) ha desarrollado nuevos
vectores lenvirales para el tratamiento de tres gra-
ves patologías que cursan con anemia aplásica (ane-
mia de Fanconi), anemia macrocíca (deciencia en
piruvato quinasa) e inmunodeciencia (deciencia
de adhesión leucocitaria de po I). La anemia de Fan-
coni (AF) se caracteriza principalmente por fallo de
médula ósea y predisposición a cáncer. Los ensayos
clínicos realizados en Cincinna por el equipo del
Dr. D. Williams con vectores γ-retrovirales no gene-
raron benecios terapéucos en los pacientes (Kelly
et al., 2007). En virtud de ello, nuestro equipo de in-
vesgación ha venido trabajando en el desarrollo de
nuevos vectores lenvirales, más ecaces y seguros,
que abren nuevas expectavas para el tratamiento de
pacientes con anemia de Fanconi del subpo A, que
afecta al 80% de los pacientes españoles con AF (Adair
et al., 2016; Gonzalez-Murillo et al., 2010; Tolar et al.,
2012). En virtud de los estudios preclínicos realizados,
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Crisna Fillat, Marcela del Río, Lucía Marnez-Santamaría y Juan A. Bueren
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a467
la Comisión Europea y la Food and Drug Administra-
on (FDA) americana designaron el vector desarrolla-
do por nuestro equipo como un nuevo medicamento
huérfano para el tratamiento de pacientes con ane-
mia de Fanconi. Asimismo, la Agencia Española del
Medicamento aprobó en 2013 el protocolo de terapia
génica en España, el cual ha recibido nanciación del
Ministerio de Sanidad y de la Comisión Europea para
su puesta en marcha en España y en otros países eu-
ropeos. Resultados muy recientes han mostrado que
la transducción de CMHs de pacientes AF con nuestro
vector lenviral son capaces de reconstuir el sistema
hematopoyéco de ratones inmunodecientes (Río
et al., 2017), lo que abre nuevas esperanzas a que la
terapia génica sea un tratamiento ecaz y poco tóxico
para pacientes con anemia de Fanconi.
En el caso de la anemia producida por décit en
piruvato quinasa eritrocitaria, los estudios preclíni-
cos ya realizados con este vector muestran no solo su
ecacia terapéuca sino también su seguridad (Gar-
cía-Gómez et al., 2016; Meza et al., 2009), por lo que
conamos en dar comienzo a los estudios clínicos en
los próximos años. En esta línea de trabajo, la Agen-
cia Europea del Medicamento y la FDA han designado
también al vector lenviral desarrollado por esa Uni-
dad CIBERER como medicamento huérfano.
Una tercera enfermedad en la que venimos traba-
jando en esta Unidad CIBERER es la inmunodeciencia
conocida como deciencia de adhesión leucocitaria de
po I (LAD-1). Como en los casos anteriores los estudios
preclínicos realizados con el vector lenviral construi-
do por nuestro laboratorio han mostrado evidencias
de ecacia terapéuca (León-Rico et al., 2016), lo que
ha facilitado también la designación de medicamento
huérfano por las agencias europea y americana. Con-
amos en que el uso de este vector lenviral portador
del gen CD18, deciente en los pacientes con LAD-1,
nos permita próximamente iniciar el tratamiento de
pacientes con esta grave inmunodeciencia.
TERAPIA GÉNICA IN VIVO DE ENFERMEDADES RARAS:
TEJIDOS DIANA
La rena. Probablemente los ensayos clínicos de-
sarrollados hasta ahora para enfermedades de dege-
neración de la rena se pueden considerar uno de los
mayores logros de terapia génica in vivo con vectores
adenoasociados. La amaurosis congénita de Leber
(ACL) fue la primera enfermedad de este grupo que
entró en protocolos de terapia génica. Se trata de una
enfermedad genéca para la que se han descrito hasta
14 genes cuyas mutaciones dan lugar a diferentes sub-
pos de la enfermedad. Para el subpo que cursa con
mutaciones en el gen RPE65 (renal pigment epithe-
lium-specic 65 KDa protein) tres grupos, uno en Rei-
no Unido y dos en Estados Unidos, iniciaron ensayos
de terapia génica en 2007 (Bainbridge et al., 2008;
Hauswirth et al., 2008; Maguire et al., 2008). Estos
estudios demostraron la seguridad del tratamiento,
con una respuesta inmune frente al virus o al transgén
mínima, probablemente por ser el ojo un lugar inmu-
noprivilegiado. Se han publicado respuestas parciales
en algunas de las funciones estudiadas y las mejoras
se han mantenido a lo largo de varios años. La read-
ministración en el segundo ojo de un mismo paciente
no ha dado lugar a ningún efecto adverso y en cambio
sí ha permido mejorar la visión (Bene et al., 2012).
La agencia americana FDA ha aprobado la terapia gé-
nica para ACL, que sería el primer tratamiento de tera-
pia génica para una enfermedad genéca hereditaria
aprobado en Estados Unidos.
El grupo de enfermedades con alteraciones en la
visión es muy amplio y se están iniciando ensayos clí-
nicos en nuevas enfermedades, como la degeneración
macular asociada a la edad (NCT01024998), el síndro-
me de Usher po B (NCT01505062) o la enfermedad
de Stargardt (NCT01367444), esta úlma mediante el
uso de vectores lenvirales.
El hígado. Entre las enfermedades raras cuyo órga-
no diana para la expresión del transgén es el hígado,
destacamos dos. En primer lugar, la hemolia B, una
enfermedad causada por mutaciones en el factor IX de
la coagulación de la sangre, para la que se realizaron
ensayos clínicos tras la administración endovenosa de
un vector adenoasociado seropo 2 que expresaba el
factor IX. En uno de los sujetos tratados se observaron
signos de ecacia con una dosis de factor circulante
entre el 10 y el 12 por ciento de un individuo normal.
Sin embargo, el factor persisó únicamente a lo largo
de diez semanas como consecuencia de la destrucción
de las células hepácas transducidas por linfocitos T
acvados frente a pépdos de la cápside del AAV. Es-
tos datos, que no se habían visto antes en modelos
animales, demuestran las diferencias existentes entre
especies con relación a la presentación angénica y re-
acvidad de las células T (Mingozzi y High, 2011). Pos-
teriormente, con virus AAV seropo 8 más opmizados
se desarrollaron nuevos ensayos clínicos para hemolia
B. Se ulizaron dosis bajas del vector y aun así pudieron
observarse valores de entre el 3 y el 11 por ciento del
factor IX circulante, y los pequeños efectos adversos
observados pudieron ser controlados mediante trata-
miento puntual de glucocorcodes.
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Terapias avanzadas en enfermedades raras
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Otra de las enfermedades para las que el hígado
es el órgano diana es la porria aguda intermitente,
cuyas alteraciones son debidas a mutaciones en el
gen de la porfobilinógeno deaminasa. Liderado por
un grupo español del Centro de Invesgación Médi-
ca Aplicada (CIMA) de Navarra, se ha llevado a cabo
un ensayo clínico fase 1 con un vector AAV, seropo
5 que expresa de forma hepatoespecíca la porfobi-
linógeno deaminasa (NCT02082860), mostrando se-
guridad del tratamiento, si bien a las dosis ulizadas
no se observó una corrección del defecto metabólico.
El músculo esqueléco. Este tejido, en parte como
consecuencia de su facilidad de acceso, es altamen-
te atracvo para la aplicación de terapias, no solo
de enfermedades musculares sino también de en-
fermedades cuya proteína sea secretada fácilmente.
Destacamos el tratamiento de la deciencia familiar
de lipoproteinlipasa, un trastorno genéco debido a
mutaciones en el gen de la lipoproteinlipasa que con-
lleva defectos en la degradación de la grasa con ni-
veles altos de triglicéridos y pancreas recurrentes.
El tratamiento intramuscular con AAV seropo 1 que
expresa el gen de la lipoprotein lipasa consigue redu-
cir el número de episodios de pancreas. El produc-
to AAV2/1-LPL, conocido con el nombre de Glybera,
fue aprobado para su comercialización por parte de la
Comisión Europea en noviembre de 2012, convirén-
dose así en el primer medicamento de terapia génica
en el mercado.
Próximos ensayos clínicos de enfermedades mono-
génicas mediante estrategias in vivo. Entre las enfer-
medades para las que se prevé el inicio de ensayos
clínicos, destacamos la mucopolisacaridosis po III A
o síndrome de Sanlippo A. Es una enfermedad meta-
bólica debida a mutaciones en el gen de la sulfamida-
sa que cursa con importante alteraciones somácas
y neurológicas. A raíz de los estudios preclínicos del
grupo de la Dra. Bosch en el CBATEG Universidad Au-
tónoma de Barcelona (Haurigot et al., 2013), la Comi-
sión Europea ha designado el vector adenoasociado
que conene el gen de la sulfamidasa humana como
medicamento huérfano. En colaboración con Labora-
torios Esteve el proyecto de Sanlippo A ha entrado
en fase clínica recientemente.
Como resultado del trabajo liderado por grupos es-
pañoles, también han recibido la designación de me-
dicamentos huérfanos los vectores adenoasociados
que conenen el gen de la mina fosoforilasa para el
tratamiento de la enfermedad de MNGIE, tomando
como base los estudios preclínicos de los Dres. Mar-
y Barquinero (Torres-Torronteras et al., 2014) y el
vector adenoasociado portador del gen de la alanina
glioxilato aminotransferasa para el tratamiento de la
hyperoxaluria primaria po 1, liderado por el Dr. Sali-
do (Salido et al., 2011).
INGENIERÍA DE TEJIDOS
Dentro del ámbito de la medicina regenerava, la in-
geniería de tejidos (IT) es un campo emergente y muy
dinámico de carácter muldisciplinar que combina la
invesgación básica y la clínica con el objevo de de-
sarrollar sustutos biológicos para reemplazar in vivo
tejidos y órganos dañados a causa de enfermedades,
lesiones y anomalías congénitas, además de esmular
la capacidad regenerava intrínseca del organismo.
Los tres elementos clave de la IT son las células,
la matriz o andamiaje empleado y los morfógenos
o factores de crecimiento (Atala, 2007), que han de
combinarse adecuadamente para reproducir una es-
tructura tridimensional que sea morfológica y funcio-
nalmente similar al tejido u órgano que desee reem-
plazar y en la cual sea posible el mantenimiento y la
diferenciación de los diversos pos celulares hacia el
fenopo correcto. La dicultad de recrear andamia-
jes tridimensionales complejos capaces de albergar
disntos pos celulares ha llevado al desarrollo de
técnicas de re-celularización de “esqueletos” de ór-
ganos previamente descelularizados como es el caso
de la tráquea o de órganos complejos como el cora-
zón y el hígado (Song y O, 2011). Otros abordajes
novedosos que están permiendo el desarrollo de
estructuras tridimensionales complejas son las técni-
cas de bioprinng, que se basan en las tecnologías
de impresión en 3D, haciendo posible la generación
de estructuras sulares tridimensionales y dando lu-
gar a mini-órganos completos (Bajaj, Schweller, Kha-
demhosseini, West y Bashir, 2014).
La piel como sistema modelo. La piel, el órgano
externo que nos protege del medio ambiente, está
formada por dos comparmentos, la epidermis y la
dermis. La epidermis es un epitelio estracado y
queranizado, dotado de una gran capacidad regene-
rava esencial en el que el principal po celular es el
queranocito. Por debajo se encuentra la dermis, un
tejido conecvo especializado, poblado fundamental-
mente por broblastos, células de origen mesenqui-
mal productoras de matriz extracelular. La regenera-
ción connua de la epidermis ene lugar a expensas
de la proliferación de una subpoblación del estrato
basal, las células madre de la epidermis (CMEs). La
comprensión de la biología fundamental de las CMEs
y de los mecanismos que rigen su mulpotencialidad
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Crisna Fillat, Marcela del Río, Lucía Marnez-Santamaría y Juan A. Bueren
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es clave para el éxito de estrategias terapéucas basa-
das en IT, terapia génica o terapia celular en el campo
de la medicina regenerava cutánea.
La IT cutánea surgió movada principalmente por
la necesidad críca de dar cobertura permanente a
grandes quemados, y posteriormente se ha emplea-
do también en el tratamiento de úlceras crónicas. La
posibilidad de fabricar in vitro grandes candades de
epitelio culvado a parr de una pequeña muestra
de piel del paciente revolucionó la terapéuca de los
grandes quemados. Si bien la piel fue el primer órgano
producido mediante técnicas de IT, el campo de la IT
cutánea ha evolucionado verginosamente en las úl-
mas décadas, permiendo importantes avances en el
campo de la regeneración cutánea. En sus inicios, se
emplearon culvos 2D (una monocapa de querano-
citos) y posteriormente se han ido desarrollando nue-
vos sistemas de culvo celular organopicos basados
en el uso de biomateriales que tratan de mimezar
la dermis humana. Como resultado, una amplia va-
riedad de sustutos cutáneos bioingenierizados, más
o menos complejos, se encuentran actualmente dis-
ponibles en el mercado (Ehrenreich y Ruszczak, 2006)
y han sido empleados con éxito en la clínica para la
regeneración sular permanente en disntas patolo-
gías (Wong, McGrath y Navsaria, 2007). El equivalente
cutáneo ideal debería ser fácil de manipular, resisten-
te y barato, además de ser capaz de recrear la siolo-
gía de la piel y no inducir rechazo inmunológico en el
receptor. Las matrices dérmicas de dichos sustutos
pueden estar compuestas de varios materiales, como
colágeno de origen humano o bovino, proteoglicanos,
ácido hialurónico o polímeros sintécos, entre otros.
Sin embargo, se ha comprobado que los queranoci-
tos crecidos sobre este po de matrices pierden capa-
cidad de expansión. En los úlmos años se ha conse-
guido opmizar este sistema mediante el desarrollo
de una piel bioingenierizada compuesta por quera-
nocitos humanos que proliferan sobre una matriz de
brina en la que se encuentran embebidos broblas-
tos dérmicos humanos vivos. Este sustuto cutáneo
presenta numerosas ventajas frente a los implantes
de láminas epiteliales entre las que destacan la gran
capacidad de expansión del componente epitelial in
vitro y la preservación funcional de las CMEs. Esto es
probablemente debido a que la brina, componente
fundamental de la matriz provisional durante el pro-
ceso siológico de cicatrización, actúa como un fuer-
te inductor de la re-epitelización y la reorganización
del tejido conecvo, eventos fundamentales para la
regeneración cutánea. La brina no solo constuye
un reservorio de diferentes factores sino que además
preserva la potencialidad y funcionalidad de las CMEs,
ya que favorece la adhesión de células indiferencia-
das. Por todo ello, su uso está muy extendido para la
regeneración de piel en casos de pérdidas masivas
de tejido cutáneo (Llames et al., 2004; Llames et al.,
2006) y en otros tejidos como el cardíaco, óseo o car-
laginoso, entre otros.
En ensayos preclínicos, la piel bioingenierizada
puede ser trasplantada a ratones inmunodecientes
de manera que la piel humana regenerada reene
las principales caracteríscas clínicas e histológicas
de la piel humana madura (tanto en el nivel dérmi-
co como en el epidérmico) y persiste durante toda la
vida del animal. Cuando las células provienen de piel
de pacientes, es posible recapitular el fenopo de la
enfermedad en la piel regenerada en el ratón. Dicho
modelo es lo que se conoce como modelo de ratón
humanizado en piel (Río et al., 2002) y ha permido
estudiar la siopatología de diversas patologías cutá-
neas prevalentes y raras, así como ayudar al diseño y
evaluación de estrategias de intervención terapéuca
en el campo de la dermatología (Escámez et al., 2011).
Las invesgaciones en el campo de la IT se unen a los
incesantes avances en el desarrollo de nuevas tecnolo-
gías como el bioprinng y el conocimiento de las poten-
ciales propiedades regeneravas de las células madre
(embrionarias y adultas). De hecho, la generación de
sustutos bioingenierizados a parr de células pluri-
potentes inducidas son también ya una realidad en el
campo de IT cutánea (Guo et al., 2013; Lee et al, 2014).
TERAPIAS AVANZADAS PARA ENFERMEDADES RARAS
DE LA PIEL
Las enfermedades hereditarias raras de piel, tam-
bién conocidas como genodermatosis, representan
una parte relevante de la patología dermatológica y
constuyen cerca del 8% del conjunto de enferme-
dades raras. Actualmente, las bases genécas de al-
rededor de 400 genodermatosis, en su mayoría mo-
nogénicas, han sido dilucidadas, lo cual permite una
clasicación precisa, su diagnósco molecular y, en
buena medida, la comprensión del mecanismo pato-
génico. Sin embargo, en la inmensa mayoría de los ca-
sos no existe tratamiento curavo sino fundamental-
mente paliavo, y a menudo las consecuencias de las
genodermatosis son devastadoras y esgmazantes
para el paciente.
La epidermolisis bullosa (EB) es la primera familia de
genodermatosis cuyo tratamiento ha sido abordado
por terapia génica ex vivo. El tratamiento en 2006 de
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Terapias avanzadas en enfermedades raras
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un paciente con CMEs autólogas modicadas gené-
camente evidenció el potencial terapéuco de esta
estrategia. El conocimiento acumulado desde enton-
ces ha sido clave en el diseño de tratamientos para
otras enfermedades monogénicas de la piel.
La EB es un grupo de enfermedades raras que se ca-
racteriza por la presencia de erosiones y ampollas en
la piel y mucosas, debidas a mutaciones en genes que
codican varias proteínas estructurales responsables
de mantener la adhesión dermo-epidérmica.
Epidermolisis bullosa juntural (EBJ). La EBJ se debe a
mutaciones en los genes que codican para las cade-
nas α3, β3, y γ2 de la laminina 332, la integrina α6β4
o el colágeno XVII. La EBJ fue la primera genoderma-
tosis que se abordó con terapia génica en un estudio
llevado a cabo en Italia por el grupo liderado por los
Dres. Michele de Luca y Fulvio Mavilio. Esta pionera
aproximación terapéuca consisó en el trasplante
de láminas de queranocitos modicados genéca-
mente con vectores retrovirales convencionales para
producir la cadena β3 de la laminina 332 (Mavilio et
al., 2006). Este protocolo mostró benecios terapéu-
cos indiscubles. Es de destacar que, a los doce años
del tratamiento, el paciente connúa expresando la
proteína terapéuca y la piel regenerada sigue mos-
trando una buena resistencia mecánica (Carulli, Con-
n, Rosa, Pellegrini y Luca, 2013; Rosa et al., 2013).
Ulizando el mismo protocolo, una nueva paciente
fue trasplantada en Salzburgo en julio de 2014 por
el grupo del Dr. Bauer en colaboración con el Dr. de
Luca, mostrando una regeneración estable de la úlce-
ra tratada tres meses y medio después del trasplante
(Bauer et al., 2017).
Epidermolisis bullosa distróca (EBD). La EBD está
causada por mutaciones en el gen COL7A1 que codi-
ca el colágeno po VII (C7). El C7, principal compo-
nente de las brillas de anclaje, desempeña un papel
críco en la adhesión dermo-epidérmica y por tanto
en el mantenimiento de la integridad cutánea. Los en-
foques terapéucos para EBD se centran en la restau-
ración de la expresión o la reposición del C7 mediante
abordajes de terapia génica ex vivo, terapia celular e
ingeniería sular (gura 2). Si bien los queranocitos
son la fuente natural y mayoritaria de C7, los bro-
blastos dérmicos, aunque en menor grado, son igual-
mente capaces de secretar esta proteína. Por tanto, se
está valorando la oportunidad de ulizar estrategias
de terapia celular basadas en la administración local
de broblastos alogénicos (células con mejor toleran-
cia inmunológica que los queranocitos) (Petrof, Mar-
nez-Queipo, Mellerio, Kemp y McGrath, 2013; Venu-
gopal et al., 2013). Cabe destacar el ensayo realizado
en Londres por la empresa Intercytex (Eudract 2010-
023121-38) que, si bien obtuvo resultados modestos
en los once pacientes tratados, demostró la posibili-
dad de emplear células de origen mesenquimal como
fuente alternava de C7, así como la ausencia de re-
chazo clínico (Petrof et al., 2013).
En la actualidad se están llevando a cabo varios ensayos
clínicos de terapia génica ex vivo para EBD. En uno de ellos
parcipa la Unidad 714 del CIBERER (UC3M-CIEMAT/IIS
Fundación Jiménez Díaz) y está enmarcado en el proyecto
europeo Genegra. La estrategia se basa en evidencias
preclínicas obtenidas diez años antes por la U714 en co-
laboración con el grupo del Dr. Meneguzzi en un modelo
humanizado de EBD (Gache et al., 2004). Dicha aproxima-
ción consiste en el trasplante de CMEs modicadas gené-
camente asociadas a una matriz dérmica que conene
broblastos. Este equivalente dermo-epidérmico, genera-
do por ingeniería de tejidos, ha obtenido la designación
de medicamento huérfano (EU/3/09/630) y será emplea-
do en el ensayo europeo liderado por el Dr. Hovnanian
(NCG01874769; Hovnanian, Bodemer y McGrath, 2014).
El otro ensayo, liderado por el Dr. Lane, se está llevando en
la Universidad de Stanford (NCT01263379) y se basa fun-
damentalmente en el mismo concepto. Ambos estudios
están acvos y reclutando pacientes. El grupo americano
ha publicado resultados preliminares prometedores en
un primer grupo de cuatro pacientes tratados (Siprash-
vili et al., 2016) y está reclutando nuevos pacientes para
comenzar un ensayo clínico en fase II. Más recientemen-
te y tras el éxito preclínico del transplante de piel bioin-
genierizada portadora de broblastos transducidos con
un vector lenviral auto-inacvador (Georgiadis et al.,
2016), se ha lanzado el primer ensayo clínico basado en
la administración intradérmica de broblastos autólogos
modicados genécamente para el tratamiento de EBD
recesiva (NCT02493816). En la actualidad está en marcha
un ensayo clínico en fase I/II de terapia génica ex vivo con
broblastos (NCT02810951) en pacientes adultos y en
niños con EBD recesiva. Por otro lado, en el año 2010, y
para sorpresa de parte de la comunidad cienca, se pu-
blicaron los resultados de un estudio clínico para EBD que
ulizó trasplante de medula ósea de hermanos histocom-
pables. El estudio demostró una marcada mejoría clínica
en seis de los siete pacientes enrolados (NCT00478244;
Wagner et al., 2010). Concretamente, se observó de-
pósito de C7 en la unión dermo-epidérmica, así como
persistencia de las células del donante en la piel de los
pacientes. Cabe destacar que, al tratarse de un aborda-
je sistémico, presentaba la ventaja añadida de mejorar
también la fragilidad de epitelios internos. Sin embargo,
el acondicionamiento de los pacientes, así como la inci-
ARBOR Vol. 194-789, julio-sepembre 2018, a467. ISSN-L: 0210-1963 hps://doi.org/10.3989/arbor.2018.789n3009
Crisna Fillat, Marcela del Río, Lucía Marnez-Santamaría y Juan A. Bueren
11
a467
dencia de enfermedad injerto contra huésped, asociados
al trasplante de médula ósea, cuesonaron su empleo en
EBD. De hecho, en un estudio posterior en veinte pacien-
tes, cinco pacientes fallecieron a causa de complicacio-
nes asociadas al tratamiento (Tolar y Wagner, 2013). No
obstante, estos ensayos fueron un acontecimiento en la
historia del tratamiento de la EBD y han abierto nuevas
e interesantes líneas de invesgación en el campo. Así,
experimentos preclínicos recientes han demostrado que
la población celular de la médula ósea con capacidad re-
generava en EBD es consistente con CMMs (Tamai et
al., 2011). Estos estudios, así como los resultados bene-
ciosos obtenidos en dos pacientes en los que además
se observó una ausencia de efectos adversos relevantes
(Conget et al., 2010), han dado lugar a la puesta en mar-
cha de tres ensayos clínicos. Uno de ellos se está realizan-
do en Japón y consiste en la administración intradérmica
de CMMs derivadas de médula ósea (UMIN000006723).
En cuanto a los otros dos ensayos clínicos, basados en la
administración sistémica de CMMs, se han realizado en
el Reino Unido (SRCTN46615946) y en Egipto. En ambos
casos se ha comprobado una mejoría en la resistencia
cutánea en los pacientes tratados (El-Darou et al., 2016;
Petrof et al., 2015). En la actualidad se encuentran abier-
tos dos nuevos ensayos clínicos que ulizarán CMMs, uno
de ellos en población adulta en Londres (NCT02323789) y
otro en pacientes pediátricos en España (código EudraCT:
2017-000606-37), en el cual parcipa la Unidad 714 del
CIBERER (UC3MCIEMAT/IIS Fundación Jiménez Díaz).
Síndrome de Netherton (SN). El SN está causado por
mutaciones en el gen SPINK5 que codica la proteína LE-
KTI, clave en el mantenimiento siológico de la función
barrera de la piel. La falta de LEKTI da lugar a infecciones
recurrentes, deshidratación, así como complicaciones ta-
les como bronconeumonía y sepsis. Estos pacientes pre-
sentan mal pronósco con una alta tasa de mortalidad
(10% durante el primer año de vida). Los doctores Li y Qa-
sim están en la fase inicial de un ensayo clínico de terapia
génica ex vivo en el hospital Great Ormond Street de Lon-
dres (NCT01545323). Este ensayo se basa en resultados
preclínicos obtenidos en colaboración con la U714, en los
que se demostró que la transferencia del gen terapéu-
co a las CMEs mediante vectores lenvirales era capaz de
restablecer un estrato córneo funcional (Di et al., 2011).
Figura 2. Terapias avanzadas para la epidermolisis bullosa distróca (EBD). Esquema de las diferentes estrategias
terapéucas en desarrollo
Fuente: Elaboración propia.
ARBOR Vol. 194-789, julio-sepembre 2018, a467. ISSN-L: 0210-1963 hps://doi.org/10.3989/arbor.2018.789n3009
Terapias avanzadas en enfermedades raras
12
a467
Paquioniquia congénita (PC). A diferencia de las ge-
nodermatosis comentadas anteriormente, que enen
una herencia autosómica recesiva, la PC es un desor-
den de la queranización que presenta una herencia
autosómica dominante. La enfermedad se caracteriza
por la aparición de queratodermia palmoplantar su-
mamente dolorosa e incapacitante para los pacientes.
La PC está causada por mutaciones en los genes que
codican para las keranas K6, K16 y K17. El grupo
del Dr. Kaspar en EEUU diseñó un siARN (small in-
terfering ARN/ARN de interferencia) capaz de anular
especícamente la función del gen mutado (terapia
génica de supresión) sin alterar el producto del ale-
lo normal. Este equipo demostró además la viabili-
dad de la estrategia en estudios in vitro (Hickerson et
al., 2008). En 2008 se llevó a cabo un ensayo clínico
empleando siARN como tratamiento in vivo de la PC
(NCT00716014), siendo el primer protocolo que u-
lizó esta tecnología en humanos. Este ensayo de fase
Ib se realizó en una única paciente y demostró, por
un lado, una clara mejoría clínica pero, por otro, la
necesidad de mejorar el sistema de administración y
su ecacia (Leachman et al., 2010). Un nuevo ensayo
clínico se está preparando en la actualidad en el que
parciparán el Dr. Milstone (Universidad de Yale) y el
Dr. Irvine (Our Lady’s Hospital, Dublín), entre otros.
RETOS Y OPORTUNIDADES
Las terapias avanzadas para el tratamiento de las ER
se encuentran en un momento de expansión. En el caso
concreto de la terapia génica han sido necesarios más
de 20 años entre el primer ensayo clínico y el primer
medicamento comercializado; sin embargo, en pocos
años probablemente tengamos una imagen bien disn-
ta. El número de medicamentos huérfanos basados en
terapias avanzadas y el número de ensayos clínicos en
desarrollo avanza signicavamente cada año.
Por otro lado, es importante señalar las oportuni-
dades que las nuevas tecnologías están aportando al
campo. En este sendo destacamos los avances en
la denominada cirugía o edición genéca que empe-
zaron con la aplicación de las nucleasas de dedos de
zinc (ZFN), las secuencias TALEN, y que actualmen-
te se sirven de la revolución que está suponiendo
el sistema CRISPR/Cas9 para la edición del genoma
(Lombardo y Naldini, 2014). La combinación de esta
tecnología con el empleo de células madre pluripo-
tentes inducidas diferenciadas a la esrpe celular de-
seada abre un gran campo de futuro, todavía hoy en
fase experimental.
En definitiva, pues, estamos ante un escenario
en que las aproximaciones más clásicas en terapias
avanzadas están implantándose en ensayos clíni-
cos, a la vez que irrumpen con fuerza nuevas tec-
nologías que previsiblemente irán a mejorar la se-
guridad y eficacia de estas terapias. Paralelamente
el impulso que las nuevas metodologías en secuen-
ciación del exoma y genoma están aportando a la
identificación de las causas genéticas de enferme-
dades raras amplía el espectro de enfermedades
cuya opción terapéutica contemple tratamientos
de terapias avanzadas.
AGRADECIMIENTOS
Los laboratorios de los autores están nanciados
por: Laboratorio IDIBAPS/CIBERER, Ministerio de Eco-
nomía y Compevidad (BIO2014-57716-C2-2-R),
Instuto de Salud Carlos III (IIS10/00014), Generalitat
de Catalunya (SGR14/248), Fondaon Jerome Lejeu-
ne (FJL14). El trabajo realizado por el grupo del CIE-
MAT/CIBERER/IIS Fundación Jiménez Díaz (UAM) está
nanciado por la Comisión Europea (FP7 HEALTH-
F5-2012-305421, EUROFANCOLEN), Ministerio de
Economía y Compevidad (SAF2012-39834), Fondo
de Invesgaciones Sanitarias, Instuto de Salud Carlos
III (RETICS RD12/0019/0023; PI08/0701), y Dirección
General de Invesgación de la Comunidad de Madrid
(CellCAM; Ref S2010/BMD-2420).
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... Por lo anterior, no cabe ninguna duda en que la industria farmacéutica, a priori, tendría nulo interés por el desarrollo de medicamentos destinados al tratamiento de enfermedades raras, lo cual constituye un gran obstáculo para la protección de la salud de tales pacientes (21)(22)(23)(24), de ahí que la normativa prevea el establecimiento de incentivos para la comercialización de medicamentos huérfanos (25). ...
Article
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El presente artículo recapacita sobre las reformas normativas acontecidas en las últimas décadas respecto al uso racional de los medicamentos, y las medidas operadas en torno a la disminución del gasto farmacéutico. En este contexto, debe destacarse el elevado coste de las terapias biológicas y las dificultades de acceso a las mismas —especialmente en los países en vías de desarrollo—. Los medicamentos biosimilares son poseedores de garantías sanitarias análogas —semejantes o equivalentes— a los medicamentos de referencia, pero no están sometidos a una protección por una patente y facilitan la accesibilidad a los pacientes, así como al reparto equitativo de los recursos terapéuticos. Además, algunos de ellos están incluido en la lista de medicamentos esenciales de la Organización Mundial de la Salud (OMS).Asimismo, se examina el papel de los medicamentos biosimilares como esenciales y la posibilidad de mejorar el acceso equitativo a estos recursos sanitarios a través de la prestación farmacéutica.
Article
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Leukocyte Adhesion Deficiency Type I (LAD-I) is a primary immunodeficiency caused by mutations in the ITGB2 gene, and is characterized by recurrent and life-threatening bacterial infections. These mutations lead to defective or absent expression of β2 integrins on the leukocyte surface, compromising adhesion and extravasation at sites of infection. Three different LVs conferring ubiquitous or preferential expression of CD18 in myeloid cells were constructed and tested in human and mouse LAD-I cells. All three hCD18-LVs restored CD18 and CD11a membrane expression in LAD-I patient-derived lymphoblastoid cells. Corrected cells recovered the ability to aggregate and bind to sICAM-1 after stimulation. All vectors induced stable hCD18 expression in hematopoietic cells from mice with a hypomorphic Itgb2 mutation (CD18HYP), both in vitro and in vivo after transplantation of corrected cells into primary and secondary CD18HYP recipients. hCD18+ hematopoietic cells from transplanted CD18HYP mice also showed restoration of mCD11a surface co-expression. The analysis of in vivo neutrophil migration in CD18HYP mice subjected to two different inflammation models demonstrated that the LV-mediated gene therapy completely restored neutrophil extravasation in response to inflammatory stimuli. Finally, these vectors were able to correct the phenotype of human myeloid cells derived from CD34+ progenitors defective in ITGB2 expression. These results support for the first time the use of hCD18-LVs for the treatment of LAD-I patients in clinical trials.
Article
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Cells therapies, engineered to secrete replacement proteins, are being developed to ameliorate otherwise debilitating diseases. Recessive dystrophic epidermolysis bullosa (RDEB) is caused by defects of type VII collagen (C7), a protein essential for anchoring fibril formation at the dermal-epidermal junction (DEJ). Whilst allogeneic fibroblasts injected directly into the dermis can mediate transient disease modulation, autologous gene-modified fibroblasts should evade immunological rejection and support sustained delivery of C7 at the DEJ. We demonstrate the feasibility of such an approach using a therapeutic grade, self-inactivating-lentiviral vector, encoding codon optimized COL7A1, to transduce RDEB fibroblasts under conditions suitable for clinical application. Expression and secretion of C7 was confirmed, with transduced cells exhibiting supra-normal levels of protein expression and ex vivo migration of fibroblasts was restored in functional assays. Gene modified RDEB fibroblasts also deposited C7 at the DEJ of human RDEB skin xenografts placed on NOD-scid IL2Rgamma(null) recipients, with reconstruction of human epidermal structure and regeneration of anchoring fibrils at the DEJ. Fibroblast mediated restoration of protein and structural defects in this RDEB model strongly supports proposed therapeutic applications in man.Journal of Investigative Dermatology accepted article preview online, 22 September 2015. doi:10.1038/jid.2015.364.
Article
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Background: In previous clinical trials involving children with X-linked severe combined immunodeficiency (SCID-X1), a Moloney murine leukemia virus-based γ-retrovirus vector expressing interleukin-2 receptor γ-chain (γc) complementary DNA successfully restored immunity in most patients but resulted in vector-induced leukemia through enhancer-mediated mutagenesis in 25% of patients. We assessed the efficacy and safety of a self-inactivating retrovirus for the treatment of SCID-X1. Methods: We enrolled nine boys with SCID-X1 in parallel trials in Europe and the United States to evaluate treatment with a self-inactivating (SIN) γ-retrovirus vector containing deletions in viral enhancer sequences expressing γc (SIN-γc). Results: All patients received bone marrow-derived CD34+ cells transduced with the SIN-γc vector, without preparative conditioning. After 12.1 to 38.7 months of follow-up, eight of the nine children were still alive. One patient died from an overwhelming adenoviral infection before reconstitution with genetically modified T cells. Of the remaining eight patients, seven had recovery of peripheral-blood T cells that were functional and led to resolution of infections. The patients remained healthy thereafter. The kinetics of CD3+ T-cell recovery was not significantly different from that observed in previous trials. Assessment of insertion sites in peripheral blood from patients in the current trial as compared with those in previous trials revealed significantly less clustering of insertion sites within LMO2, MECOM, and other lymphoid proto-oncogenes in our patients. Conclusions: This modified γ-retrovirus vector was found to retain efficacy in the treatment of SCID-X1. The long-term effect of this therapy on leukemogenesis remains unknown. (Funded by the National Institutes of Health and others; ClinicalTrials.gov numbers, NCT01410019, NCT01175239, and NCT01129544.).
Article
Key Points First evidence of phenotypic correction in FA hematopoietic repopulating cells by optimized collection and short transduction of CD34+ cells. Optimized ex vivo gene therapy of FA CD34+ cells confers proliferation advantage to phenotypically corrected repopulating cells.
Article
Importance Recessive dystrophic epidermolysis bullosa (RDEB) is a devastating, often fatal, inherited blistering disorder caused by mutations in the COL7A1 gene encoding type VII collagen. Support and palliation are the only current therapies. Objective To evaluate the safety and wound outcomes following genetically corrected autologous epidermal grafts in patients with RDEB. Design, Setting, and Participants Single-center phase 1 clinical trial conducted in the United States of 4 patients with severe RDEB with a measured area of wounds suitable for grafting of at least 100 cm². Patients with undetectable type VII collagen keratinocyte expression were excluded. Interventions Autologous keratinocytes isolated from biopsy samples collected from 4 patients with RDEB were transduced with good manufacturing practice–grade retrovirus carrying full-length human COL7A1 and assembled into epidermal sheet grafts. Type VII collagen gene–corrected grafts (approximately 35 cm²) were transplanted onto 6 wounds in each of the patients (n = 24 grafts). Main Outcomes and Measures The primary safety outcomes were recombination competent retrovirus, cancer, and autoimmune reaction. Molecular correction was assessed as type VII collagen expression measured by immunofluorescence and immunoelectron microscopy. Wound healing was assessed using serial photographs taken at 3, 6, and 12 months after grafting. Results The 4 patients (mean age, 23 years [range, 18-32 years]) were all male with an estimated body surface area affected with RDEB of 4% to 30%. All 24 grafts were well tolerated without serious adverse events. Type VII collagen expression at the dermal-epidermal junction was demonstrated on the graft sites by immunofluorescence microscopy in 9 of 10 biopsy samples (90%) at 3 months, in 8 of 12 samples (66%) at 6 months, and in 5 of 12 samples (42%) at 12 months, including correct type VII collagen localization to anchoring fibrils. Wounds with recombinant type VII collagen graft sites displayed 75% or greater healing at 3 months (21 intact graft sites of 24 wound sites; 87%), 6 months (16/24; 67%), and 12 months (12/24; 50%) compared with baseline wound sites. Conclusions and Relevance In this preliminary study of 4 patients with RDEB, there was wound healing in some type VII collagen gene–corrected grafts, but the response was variable among patients and among grafted sites and generally declined over 1 year. Long-term follow-up is necessary for these patients, and controlled trials are needed with a broader range of patients to better understand the potential long-term efficacy of genetically corrected autologous epidermal grafts. Trial Registration clinicaltrials.gov Identifier: NCT01263379
Article
Pyruvate Kinase Deficiency (PKD) is a monogenic metabolic disease caused by mutations in the PKLR gene that leads to hemolytic anemia of variable symptomatology and that can be fatal during the neonatal period. PKD recessive inheritance trait and its curative treatment by allogeneic bone marrow transplantation provide an ideal scenario for developing gene therapy approaches. Here we provide a preclinical gene therapy for PKD based on a lentiviral vector harbouring the hPGK eukaryotic promoter that drives the expression of the PKLR cDNA. This therapeutic vector was used to transduce mouse PKD hematopoietic stem cells (HSCs) that were subsequently transplanted into myeloablated PKD mice. Ectopic RPK expression normalized the erythroid compartment correcting the hematological phenotype and reverting organ pathology. Metabolomic studies demonstrated functional correction of the glycolytic pathway in RBCs derived from genetically corrected PKD HSCs, with no metabolic disturbances in leukocytes. The analysis of the lentiviral insertion sites in the genome of transplanted hematopoietic cells demonstrated no evidence of genotoxicity in any of the transplanted animals. Overall, our results underscore the therapeutic potential of the hPGK-coRPK lentiviral vector and provide high expectations towards the gene therapy of PKD and other erythroid metabolic genetic disorders.Molecular Therapy (2016); doi:10.1038/mt.2016.87.
Article
Patients with dystrophic epidermolysis bullosa (DEB) have mutations in type VII collagen gene. Type VII collagen is synthesized by keratinocytes and fibroblasts. Based on the ability of bone marrow non-hematopoeitic stem cells (NHBMSC) to develop into fibroblasts, we decided to investigate the use of NHBMSC in the treatment of recessive DEB (RDEB). This study included fourteen patients with RDEB; the first seven of them were given cyclosporine after the infusion of NHBMSC. As cyclosporine has been used for the treatment of RDEB we decided not to use cyclosporine for the second group of seven patients. Skin biopsies from the lesions were studied by electron microscopy before and after treatment. The number of new blisters decreased significantly after treatment in both groups (p = 0.003 and 0.004 respectively) and the rate of healing of new blisters became significantly faster after treatment in both groups (p < 0.001) with no significant difference between the two groups. Electron microscopic examination revealed increased number of anchoring fibrils after treatment in both groups. No major side effects were reported during the 1-year follow-up period. Our findings highlight the efficacy as well as the safety of NHBMSC in the treatment of RDEB.
Article
Targeted genome editing by engineered endonucleases allows the precise introduction of gene deletions and substitutions into the target genome. In 'Bench to Bedside', Keith Joung and his colleagues discuss how genome-editing technologies could be applied to engineer disease-associated somatic variation into human cell lines and disease models. This would allow the functional interpretation of such variants, which could then be applied to molecular diagnostics in the clinic. In 'Bedside to Bench', Angelo Lombardo and Luigi Naldini consider the potential applications of genome editing in the clinic, in which engineered endonucleases have been shown to be safe. Endonucleases could replace disease-associated genes with wild-type versions or be used to delete genes encoding receptors essential to viral host entry to prevent infection.
Article
Over the past several decades, there has been an ever-increasing demand for organ transplants. However, there is a severe shortage of donor organs, and as a result of the increasing demand, the gap between supply and demand continues to widen. A potential solution to this problem is to grow or fabricate organs using biomaterial scaffolds and a person's own cells. Although the realization of this solution has been limited, the development of new biofabrication approaches has made it more realistic. This review provides an overview of natural and synthetic biomaterials that have been used for organ/tissue development. It then discusses past and current biofabrication techniques, with a brief explanation of the state of the art. Finally, the review highlights the need for combining vascularization strategies with current biofabrication techniques. Given the multitude of applications of biofabrication technologies, from organ/tissue development to drug discovery/screening to development of complex in vitro models of human diseases, these manufacturing technologies can have a significant impact on the future of medicine and health care. Expected final online publication date for the Annual Review of Biomedical Engineering Volume 16 is July 01, 2014. Please see http://www.annualreviews.org/catalog/pubdates.aspx for revised estimates.