Nueva estrategia para la derivación de hepatocitos funcionales de mujeres afectas de deficiencia en ornitina transcarbamilasa

Resumen

La DOTC es una enfermedad ligada al sexo (Cromosoma X) que se incluye dentro de un grupo de enfermedades denominadas trastornos del ciclo de la urea. Es un trastorno metabólico cuyo resultado es la acumulación de amonio en la sangre produciéndose episodios hiperamonemia con diferentes grados de severidad. Esto sucede como consecuencia de una mutación en el gen de la OTC, perdiéndose dicha actividad enzimática. La forma más letal de DOTC sucede en el periodo perinatal, y aunque en la actualidad existen tratamientos como dietas bajas en proteínas, o administración de fármacos como los “scavengers” de amonio, estos no suponen una solución en pacientes pediátricos con síntomas graves y crónicos del trastorno. Por tanto la solución en estos casos es el trasplante hepático, con los problemas derivados que conlleva (inmunosupresión crónica, baja supervivencia a la intervención, etc.). Las mujeres silencian uno de sus cromosomas X, y como este trastorno se produce en heterocigosis en mujeres, podemos seleccionar una población de células somáticas del paciente con DOTC que hayan silenciado el cromosoma X que porta el alelo mutante y reprogramarlas a hepatocitos. Estos hepatocitos expresarán el gen OTC sano y podrán completar el ciclo de la urea, siendo trasplantadas de nuevo al mismo paciente (autólogo). Esta estrategia puede ser aplicada a otras enfermedades ligadas al sexo, como las hemofilias. Mediante una biopsia de fibroblastos de piel de una paciente con DOTC, se generaron cultivos celulares heterogéneos que posteriormente se clonaron mediante dilución límite. De esta forma obtuvimos clones de cultivos de fibroblastos, los cuales han silenciado el cromosoma X que porta el alelo sano o bien el alelo mutante de la OTC. Estos clones se inmortalizaron con lentivirus que portan el antígeno T y posteriormente se reprogramaron de manera directa a hepatocitos, con vectores lentivirales que portan los factores de transcripción HNF1-RFP657, HNF4-TOM y FOXA3-GFP. Con la reprogramación directa también evitamos la edición génica para corregir el trastorno, así como los problemas derivados del uso de estos métodos (off-targeting entre otros). Estos hepatocitos inducidos expresan genes típicos de hepatocitos y tienen algunas funciones hepáticas, como transporte y almacenamiento de sustancias, síntesis de urea o secreción de albúmina. Mediante qPCR y posterior secuenciación comprobamos que dos clones de hepatocitos expresan el alelo sano de la OTC y otros dos expresan la forma mutante, localizando la mutación y un SNP 8 bases aguas arriba, asociado con una forma más severa de la DOTC. Durante el proceso de reprogramación y expansión comprobamos como la senescencia en los cultivos afecta negativamente a la reprogramación celular. Además la densidad celular in vitro es crucial para el mantenimiento del fenotipo hepático adquirido. Finalmente los clones de hepatocitos inducidos se trasplantaron en ratones FRGN. Los diferentes clones utilizados colonizaron el hígado de los ratones de forma equivalente y continúan siendo funcionales in vivo. Por último se comprobó cómo los clones de hepatocitos que expresan el alelo silvestre o bien el mutante del gen OTC recapitulan el fenotipo sano o mutante, respectivamente in vivo.