Resumo

 

A anemia falciforme é uma doença genética hereditária, na qual ocorre uma alteração na hemoglobina, proteína que carrega o oxigênio do sangue aos tecidos, que leva à  alteração  no formato das hemácias – as células vermelhas do sangue, onde se localiza a hemoglobina – originalmente em formato de disco para um formato similar ao de uma foice. Os pacientes apresentam complicações como dores ósseas frequentes, infecções, acidente vascular cerebral e vivem menos que a população geral. Além disso, são frequentemente hospitalizados e recebem muitas transfusões de sangue, aumentando o uso de recursos do sistema de saúde. 

Segundo o Ministério da Saúde, estima-se que 60 a 100 mil brasileiros convivam com a doença. Em sua maioria, essas pessoas dependem exclusivamente do SUS para o tratamento. 

Atualmente, a única terapia disponível para a doença é o transplante alogênico de células-tronco hematopoiéticas (que fabricam as células do sangue), realizado com células de um doador saudável. Contudo, a falta de doadores compatíveis limita seu uso. Por isso, são necessárias novas alternativas para a melhora da qualidade de vida desses pacientes.

A terapia gênica é potencialmente curativa para a anemia falciforme e não apresenta algumas das complicações do transplante alogênico, o que justifica o seu desenvolvimento. Neste contexto, a tecnologia de edição gênica CRISPR/Cas9 é uma alternativa que, apesar de ainda exigir um aprimoramento, merece destaque. 

Diante desse cenário, o objetivo principal deste projeto é desenvolver ferramentas e expertise em CRISPR/Cas9 para a correção do defeito genético causador da anemia falciforme. Serão utilizados modelos in vitro e in vivo para análise da eficiência da correção do alelo mutado e da consequente geração de células-tronco capazes de gerar eritrócitos saudáveis.


Introdução

O projeto busca adquirir e aprimorar a técnica de terapia gênica para garantir um tratamento potencialmente curativo aos pacientes com anemia falciforme que não têm um doador de células-tronco para o transplante alogênico. A ideia é que eles tenham, portanto, acesso a um tratamento que não é limitado pela falta de doadores , capaz de interromper a progressão da doença, aumentar a expectativa de vida e diminuir custos relacionados às complicações clínicas.

A correção da mutação causada pela anemia falciforme é realizada diretamente no DNA de células-tronco do paciente: elas serão coletadas, submetidas à modificação genética e reinfundidas no indivíduo. A vantagem das células serem autólogas, ou seja, do próprio paciente, é que isto elimina alguns dos problemas relacionados ao transplante alogênico, como a rejeição.

Na técnica CRISPR-CAS9, uma proteína guiada por um RNA específico corta a fita de DNA especificamente no local da mutação da anemia falciforme . Em seguida, a correção utiliza um molde de DNA contendo a sequência do gene capaz de gerar hemoglobina saudável. Faz parte dos objetivos adquirir, dominar e aperfeiçoar essa técnica,, o que permitirá seu uso em pacientes no futuro.


Métodos

A iniciativa baseia-se na metodologia de correção das células-tronco e transplante autólogo. Nesta técnica, as células-tronco são coletadas do sangue do paciente e enviadas ao laboratório, onde serão submetidas à correção genética, e transplantadas no próprio paciente. As células-tronco corrigidas darão origem a hemácias saudáveis, que não obstruirão os vasos sanguíneos do indivíduo, deixando-os livres das complicações da doença. 

A pesquisa está, atualmente, na fase pré-clínica de desenvolvimento e validação de protocolos. Após os resultados dos testes, será possível validar a segurança e eficácia da estratégia para que, em seguida, sejam incluídos pacientes no estudo.

 

Edição gênica com CRISPR/Cas9:

Será utilizado um single guide RNA sintético, que tem como alvo a região da mutação pontual no éxon 1 do gene HBB em complexo com uma ribonucleoproteína (RNP) Cas9 de alta fidelidade. O complexo RNP Cas9-sgRNA será nucleoporado em células-tronco hematopoiéticas (CTPH), e a sequência contendo a região de homologia para reparo será inserida via transdução de um vírus adeno-associado (rAAV6).

 

Validação da correção e funcionalidade celular:

A eficiência da edição e a integridade funcional das células editadas serão investigadas por: 

  • Frequência de inserções ou deleções (indels) no locus HBB; 
  • Identificação de erros (off-targets) na edição genômica do gene HBB; 
  • Avaliação do potencial de diferenciação nas diferentes linhagens hematopoiéticas por meio de ensaio de formação de colônias (CFU) em metilcelulose ou em co-cultivo com células estromais; 
  • Análise da frequência de correção da mutação p.E6V por PCR digital; 
  • Análise do potencial de diferenciação das CTPH in vitro; 
  • Análise da expressão de globinas (genes/proteínas) em eritrócitos diferenciados de pacientes com anemia falciforme.
  •  

    Avaliação do potencial de reconstituição da medula óssea:

    CTPH CD34+ editadas serão transplantadas em modelos in vivo para validação de seu potencial de reconstituir a medula óssea e de produzir células sanguíneas diferenciadas em pelo menos duas linhagens hematopoiéticas in vivo. Para isso, amostras serão obtidas dos modelos e analisadas por citometria de fluxo para detecção de marcadores de linhagens hematopoiéticas humanas. Além disso, será analisado o estado do tetrâmero de hemoglobina no modelo in vivo por meio de cromatografia líquida de alta performance.


    Resultados

    .


    Equipe

    • Hospital Israelita Albert Einstein

      Liderança

      Luiz Vicente Rizzo - Hospital Israelita Albert Einstein, São Paulo, SP - Lattes


      Equipe

      Ricardo Weinlich - Hospital Israelita Albert Einstein, São Paulo, SP - Lattes Karina Tozatto Maio - Hospital Israelita Albert Einstein, São Paulo, SP - Lattes Karina Griesi Oliveira - Hospital Israelita Albert Einstein, São Paulo, SP -Lattes  Mariana Tereza de Lira Benício - Hospital Israelita Albert Einstein, São Paulo, SP - Lattes  Priscila Keiko Matsumoto Martin - Hospital Israelita Albert Einstein, São Paulo, SP - Lattes  Davi Coe Torres - Hospital Israelita Albert Einstein, São Paulo, SP - Lattes Camila Fernanda Hernandes - Hospital Israelita Albert Einstein, São Paulo, SP  Andréa Sertié - Hospital Israelita Albert Einstein, São Paulo, SP - Lattes Aline Pacífico Rodrigues - Hospital Israelita Albert Einstein, São Paulo, SP  Soely Moura Silva - Hospital Israelita Albert Einstein, São Paulo, SP  Natalia Torres - Hospital Israelita Albert Einstein, São Paulo, SP - Lattes


      Colaboração Fernanda Pahim Santos - Hospital Israelita Albert Einstein, São Paulo, SP - Linkedin Jaqueline Teixeira - Hospital Israelita Albert Einstein, São Paulo, SP - Linkedin Renato Tanjoni - Hospital Israelita Albert Einstein, São Paulo, SP - Linkedin Kauê Kamia de Menezes - Hospital Israelita Albert Einstein, São Paulo, SP - Linkedin
      Área Técnica

      Secretaria de Ciência, Tecnologia e Insumos Estratégicos (SCTIE)


    Conheça outros Projetos_