Epidermólisis ampollar  y la regeneración de la epidermis mediante terapia genética

La piel está compuesta de la epidermis que actúa como una barrera exterior al medio ambiente y la dermis, una capa interior que confiere elasticidad y resistencia mecánica, sobre la cual se ancla la epidermis a través de un conjunto de expresiones genéticas. Alteraciones de los elementos y factores que mantienen la integridad de esta estructura, ocasionan fragilidad en la piel generando dolor, formación de ampollas entre otros traumas y en etapas severas el desarrollo de cáncer (carcinoma epidermoide).

La epidermólisis ampollar o bullosa (EB siglas en inglés) agrupa una serie de trastornos (desordenes hereditarios) caracterizados por la formación recurrente de ampollas en la piel, producto de una fragilidad propia de este órgano. La enfermedad en general es hereditaria, asociada a fallas en la adherencia de la epidermis a la dermis causadas por mutaciones en una variedad de genes relacionados con proteínas como queratina, integrina, colágeno, laminina, entre otras, que generan alteraciones en los queratinocitos, células involucradas en la formación de la piel. La clasificación actualizada de la enfermedad y sus subtipos, en términos de su fenotipo clínicos y características moleculares (genes específicos y mutaciones involucradas), muestra la existencia de cuatro tipos principales de EB: a. Simple, b. Distrófica, c. Juntural o de unión, y d. Tipo Kindler.¹ Igualmente, existe la EB ampollar adquirida, la cual ha sido asociada a autoinmunidad. Actualmente no hay tratamiento para la cura de estos trastornos hereditarios.

En años recientes ha sido evidente los progresos en la investigación sobre células madres, que constituyen los elementos fundamentales a partir de los cuales pueden diferenciarse diversos tipos de células de un organismo. La potencial transformación genética de dichas células mediante metodologías moleculares, como la inserción de información genética a través de virus o la edición de su material genético entre otras, ha generado gran interés en la utilidad de células madres transgénicas en posibles terapias genéticas regenerativas.^2,3

La EB Juntural o de unión (EBJ) es caracterizada por una fragilidad mecánica-estructural, causada por mutaciones en tres genes, LAM: A3, B3, o C2, que juntos generan la proteína laminina-332 o laminina 5; y en genes que codifican colágeno XVII e integrina a6b4. No existe cura para la enfermedad y un alto porcentaje de pacientes muere antes de la adolescencia.⁴

Recientemente, se demostró la regeneración de la epidermis de un niño de 7 años con EBJ producto de mutación en el gen LAMB3 de la laminina-332. ^3,5 Biopsias del paciente fueron utilizadas para establecer cultivos primarios de queratinocitos, los cuales a su vez fueron utilizados para introducir, mediante técnicas de biología molecular, un vector retroviral portador del gen normal LAMB3. Estas células transgénicas fueron capaces de incorporar el DNA vector a su genoma y expresar de forma normal el gen en cuestión. Láminas de cultivo de estos queratinocitos transgénicos fueron utilizados como injertos, para cubrir en una extensión de 80%, la superficie del cuerpo del niño, demostrándose luego de un período de 21 meses la regeneración de la epidermis del niño y su adherencia a la dermis, al igual que la expresión de laminina normal.⁴ En la actualidad, el niño muestra una condición normal de su piel. Una metodología similar ha sido utilizada en la restitución normal de la epidermis de lesiones localizadas en la pierna de otra paciente con EBJ.⁶

De importancia señalar que los injertos transgénicos no eliminan las lesiones de la enfermedad producidos en tejidos internos, lo cual conduce a la búsqueda de otras alternativas. En este sentido, la edición mediante el sistema CRISPR/Cas9 del gen COL7A1, cuya expresión es anómala para el colágeno tipo VII en pacientes con epidermólisis ampollar distrófica recesiva, ha sido utilizada para corregir tal deficiencia en queratinocitos obtenidos de biopsias de piel de estos pacientes. El trasplante de estos queratinocitos corregidos en un modelo murino mostró reversión al fenotipo normal en comparación a los no corregidos, con una localización normal del colágeno.⁷

A futuro, estrategias eficientes a partir de células madres generadas mediante técnicas de reprogramación de células de piel humana, en combinación con aproximaciones genéticas, como el uso de virus como vectores portadores de genes de interés, al igual que la edición genética y terapia genética, sugieren un gran potencial en el tratamiento de enfermedades genéticas de la piel como la epidermólisis ampollar y sus diferentes subtipos.

 

Referencias

1. Fine, JD et al. 2014. Inherited epidermolysis bullos: Update recommendations on diagnosis and classification. J Am Acad Dermatol 70:1103-1126. Doi: 10.1016/j.jaad.2014.01.903
2. Jackson, CJ et al. 2017. Culture epidermal stem cells in regenerative medicine. Stem Cell Research and Therapy 8:155. Doi: 10.1186/s13287-017-0587-1
3. Aragona, M. and Blanpain, C. 2017. Transgenic stem cells replace skin. Nature 551:306-7. Doi: 10.1038/nature24753
4. Kiritsi D. et al. 2013. Laminin 332 in junctional epidermolysis bullosa. Cell Adhesion and Migration 7:135-141. Doi: 10.4161/cam.22418
5. Hirsch T. et al. 2017. Regeneration of the entire human epidermis using transgenic stem cells. Nature 551:327-332. Doi. 10.1038/nature24487
6. Bauer JW. et al. 2017. Closure of a large chronic wound through transplantation of gene-corrected epidermal. J of Investigative Dermatol 137:778-781. Doi. 10.1016/j.jid.2016.10.0386.
7. Hainzl S. et al. 2017. COL7A1 editing via CRISPR/Cas9 in recessive dystrophic epidermolysis bullosa. Mol Therapy 25:2573-84. Doi. 10.1016/j.ymthe.2017.07.005

 

NOTA:

Queridos lectores, colegas y amigos en general, mis mejores deseos por una Feliz Navidad y un venturoso 2018. El futuro nos espera, construirlo con nuestro esfuerzo, empeño y dedicación día a día,  será el mejor regalo que podemos ofrecer al país que queremos. Felicidades

Alexis Mendoza-León, PhD. Email: [email protected]

Epidermis. Proteínas relacionadas con la patogénesis epidermólisis ampollar o bullosa

 

Imagen inicialde Yovanna Gonzalez, Trabajo propio, GFDL. Tomada de Wikimedia, bajo licencia Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=7765173