Edición del genoma para corregir mutaciones de fibrosis quística en células madre de las vías respiratorias

La fibrosis quística (FQ) es una enfermedad devastadora causada por mutaciones (errores) en el gen que codifica una proteína llamada regulador de la conductancia transmembrana de la fibrosis quística (CFTR). La FQ afecta la función de muchos órganos, pero la causa más frecuente de muerte en la mayoría de los pacientes con FQ es la insuficiencia pulmonar. Los pacientes con FQ tienen una mucosidad espesa en los pulmones que provoca infecciones pulmonares repetidas. El daño causado por estas infecciones provoca insuficiencia pulmonar y muerte prematura alrededor de los 40 años. El objetivo de este proyecto era desarrollar una plataforma de edición del genoma basada en CRISPR/Cas9 para corregir las mutaciones genéticas que causan la FQ en las células madre basales de las vías respiratorias. Para lograr este objetivo, utilizamos una estrategia doble. Primero desarrollamos métodos para corregir la mutación F508del que afecta a más del 70% de los pacientes en los EE. UU. Logramos una corrección >30% de la mutación F508del en células madre de las vías respiratorias. En la diferenciación, las células madre basales corregidas de las vías respiratorias se diferenciaron en láminas epiteliales que mostraron una función CFTR de tipo salvaje del 30 al 60 %. Además, identificamos un andamio aprobado por la FDA que se utiliza para la curación de heridas en cirugías nasosinusales e incrustamos las células madre corregidas de las vías respiratorias. Las células incrustadas conservaron la expresión de marcadores de células madre (citoqueratina 5, p63 y citoqueratina 14), se diferenciaron cuando se retiraron de la membrana y conservaron la función CFTR. Luego adaptamos la plataforma para insertar la secuencia codificante de CFTR de longitud completa para corregir la mayoría de las mutaciones de CFTR (estrategia universal). Probamos esta estrategia universal en 10 muestras de FQ y observamos una restauración a nivel de tipo salvaje de la función CFTR. Esta estrategia será especialmente de interés para el tratamiento de pacientes con mutaciones sin sentido que no pueden tratarse con la terapia moduladora de combinación triple de última generación. Por lo tanto, desarrollamos células con corrección genética que restauran la función CFTR cuando se diferencian y pueden integrarse en un andamio biodegradable. El trabajo futuro se centrará en la optimización del trasplante de células corregidas en un modelo animal.