El marco de los factores humanos para mejorar la seguridad de los pacientes
El modelo SEIPS: Holden RJ, Carayon P. SEIPS 101 and seven simple SEIPS tools. BMJ Qual Saf. 2021;30(11):901-910. doi:10.1136/bmjqs-2020-012538
El modelo SEIPS es un modelo teórico basado en la ingeniería de sistemas centrados en el ser humano o «factores humanos / ergonomía». 8 9 Todas las versiones del modelo representan tres componentes principales, el sistema de trabajo, los procesos y los resultados; características o factores clave de cada uno; y cómo los componentes se afectan entre sí. El modelo SEIPS se ha utilizado para comprender o diseñar sistemas sociotécnicos y ha apoyado actividades de evaluación, planificación e investigación. La primera versión del modelo SEIPS fue publicada en 2006 en esta revista por Carayon y sus colegas,1 basado en trabajos que datan de la década de 1980.10–12 La siguiente adición a la familia SEIPS fue SEIPS 2.0, propuesto por Holden et al3 principalmente para abordar el trabajo realizado por pacientes, familias y otros no profesionales. SEIPS 2.0 realizó ampliaciones teóricas al sistema de trabajo, procesos y componentes de resultados e introdujo la herramienta de diagrama configural. 2 SEIPS 3.0 de Carayon et al se publicó posteriormente para elaborar aún más el componente de procesos y promover la atención al viaje del paciente a medida que se desarrolla en el tiempo y el espacio.
SEIPS 101
A diferencia de sus predecesores, el modelo SEIPS 101 (figura 1) no amplía la teoría de los sistemas sociotécnicos en la asistencia sanitaria. En cambio, es un boceto simplificado y práctico de los componentes más esenciales de SEIPS. SEIPS 101 está diseñado para ser optimizado, memorable y, por lo tanto, más fácil de entender, replicar y usar. El modelo SEIPS 101 conserva los tres componentes principales de SEIPS, representados por formas únicas en la figura: sistemas de trabajo (cuadrados); procesos de trabajo (triángulo) y resultados de trabajo (círculo). Los sistemas de trabajo se componen de elementos estructurales que interactúan y que juntos producen rendimiento. Cada sistema de trabajo tiene mínimamente los componentes personas, entornos, herramientas y tareas, cuyas primeras letras deletrean ‘PETT’. Los entornos, completamente descritos en otros modelos SEIPS, son físicos, socio-organizativos y externos. El entorno físico se refiere al diseño físico, la ubicación y factores como la iluminación, el ruido y la temperatura. El entorno socio-organizacional describe los atributos de una unidad organizativa (por ejemplo, un hospital, departamento, clínica, hogar o programa) como la estructura, los procedimientos, los roles y responsabilidades, las relaciones y la cultura organizacional. El entorno externo es aquel que afecta a la unidad de interés desde fuera, por ejemplo, los contextos regulatorios, legales, económicos, políticos, culturales o sociales.
Modelo simplificado SEIPS 101. Los sistemas de trabajo están representados por un cuadrado, evocando la icónica visualización de «cajas conectadas» de sistemas centrados en la persona: un conjunto interconectado de factores con personas en el centro. Los sistemas de trabajo dan forma y producen procesos de trabajo, representados como un triángulo para transmitir el flujo de izquierda a derecha. Los resultados finales son resultados de trabajo, dibujados como un círculo para la ‘O’ en el resultado. Las flechas representan bucles de retroalimentación causal. Se omiten varios detalles por simplicidad. SEIPS, Iniciativa de Ingeniería de Sistemas para la Seguridad del Paciente.
Los procesos de trabajo son cómo se realiza el trabajo y cómo fluye. Los procesos de trabajo son físicos, cognitivos, socio-conductuales o una combinación. 4 Pueden ser realizados por profesionales sanitarios, pacientes y familiares o de forma colaborativa entre profesionales y no profesionales. Los resultados del trabajo son el resultado de los sistemas de trabajo y los procesos de trabajo. Estos son deseables o indeseables, distales o proximales. Afectan a profesionales, pacientes/familias o a la organización. Las flechas entre sistemas, procesos y resultados representan bucles de retroalimentación causal.
Uso de SEIPS 101
SEIPS 101 se puede utilizar en proyectos como un marco teórico o práctico para guiar la actividad. Todas las partes de SEIPS 101 (personas, entornos, herramientas, tareas, procesos y resultados) se pueden observar, medir, analizar y manipular, aunque la forma en que se haga esto variará caso por caso. 13 Un proyecto o análisis debe abordar cada parte, pero no necesariamente cada variación o combinación. Por ejemplo, un servicio hospitalario puede caracterizarse por cientos, si no miles, de personas, entornos, herramientas, tareas, procesos y resultados. Los millones de combinaciones de estos componentes no son realistas de representar, analizar o diseñar, por lo que el objetivo debe ser atender tanto como sea posible a las personas, entornos, herramientas, tareas, procesos y resultados relevantes. Un uso engañosamente simple de SEIPS 101 es dibujarlo (ver apéndice A suplementario en línea), porque las representaciones visuales son poderosas para transmitir significado, convencer a otros, memorizar y lograr un entendimiento común. 14 15 Uno podría dibujar el modelo SEIPS 101 para orientar a su equipo a los componentes esenciales de SEIPS que se considerarán en un proyecto o para explicar cómo los resultados cambiantes aguas abajo requieren el rediseño de los sistemas y procesos de trabajo aguas arriba.
Siete sencillas herramientas SEIPS
Para ayudar a otras aplicaciones prácticas de SEIPS, ofrecemos e ilustramos siete herramientas simples de SEIPS. Basándonos en nuestro trabajo y el de otros con SEIPS, seleccionamos herramientas que podríamos describir e ilustrar fácilmente. También seleccionamos herramientas tanto para principiantes como para expertos en ingeniería de sistemas, profesionales e investigadores, que podrían usar «listas para usar». Al igual que con cualquier herramienta, la colaboración o consulta con expertos en ingeniería de sistemas y la experiencia y habilidades adquiridas utilizando estas herramientas en la práctica, puede mejorar la eficiencia y la eficacia. Las herramientas se pueden usar solas o en cualquier combinación. Para cada herramienta, indicamos los componentes del modelo SEIPS con los que se relaciona y sus usos principales. A menudo ayuda adaptar estas herramientas a proyectos específicos, otro momento en que los usuarios de herramientas pueden beneficiarse de la participación de expertos, como se ve en casos ilustrativos a continuación y otros ejemplos publicados. 16 17 Por ejemplo, Zisberg et al implementaron una intervención de movilidad hospitalaria adaptando SEIPS 2.0 para: definir el resultado primario de interés; estudiar a las personas (por ejemplo, actitud) y los factores de todo el sistema asociados con la movilidad hospitalaria; desarrollar y adaptar una estrategia de intervención; e implementar la intervención. 17
Herramienta # 1: Escaneo PETT
El escaneo PETT (recuadro 1) es una lista de verificación y una herramienta de documentación para garantizar que se considere toda la amplitud del sistema de trabajo, es decir, su gente, entornos, herramientas y tareas. Además, las exploraciones PETT se utilizan comúnmente para indicar la presencia de barreras o facilitadores para cada uno de los componentes PETT o para las interacciones componente-componente. Las barreras y los facilitadores son aspectos de los componentes o sus interacciones que dificultan o apoyan a las personas en el sistema de trabajo, por ejemplo, su capacidad para hacer su «trabajo» o interactuar con otros miembros del equipo de atención o su experiencia (por ejemplo, satisfacción, frustración) con el trabajo. 18–20 Se pueden cuantificar las barreras y/ o facilitadores para un caso dado asignando cada barrera/facilitador observado a una o más categorías de PETT. Estos se pueden visualizar como recuentos o proporciones (por ejemplo, como un gráfico de radar que representa el «perfil de barrera» de uno21). Cuadro 1 ilustra cómo la teP se utilizó en estudios previos para analizar las barreras de los sistemas y los facilitadores que dan forma al trabajo del paciente (trabajo relacionado con la transición de los pacientes quirúrgicos abdominales), el trabajo clínico (el desempeño de las enfermeras en sus trabajos) y el trabajo colaborativo (participación de la familia en las rondas hospitalarias pediátricas). 22–24 Se proporciona una plantilla para el escaneo PETT en el archivo complementario en línea.
Recuadro 1
Exploración PETT
Componentes se abordan en el SEIPS: el componente del sistema de trabajo, es decir, las personas, los entornos, las herramientas, las tareas y las interacciones entre ellos.
Usos primarios: describir o diseñar las partes que interactúan de todo el sistema sociotécnico, especialmente cuando se intenta simplemente representar un sistema complejo.
PETT, personas, entornos, herramientas y tareas; SEIPS, Iniciativa de Ingeniería de Sistemas para la Seguridad del Paciente.
Cuadro 1
Ejemplos de teP
Factores del sistema de trabajo
Ejemplo: trabajo del paciente Factores del sistema asociados a transiciones y rehospitalizaciones entre pacientes dados de alta tras cirugía abdominal*
Ejemplo: trabajo clínico Factores del sistema asociados con el desempeño laboral de las enfermeras de tele-UCI†
Ejemplo: trabajo colaborativo Factores del sistema asociados con la participación de la familia en el proceso de redondeo de cabecera del hospital pediátrico‡
Barreras
Facilitadores
Barreras
Facilitadores
Barreras
Facilitadores
GentePacientesProfesionales de la saludOtros
Mala comprensión de lo que se necesitaría una vez en casa
Compartir conocimientos de enfermería con enfermeras de UCI junto a la cama
Falta de habilidades de comunicación de los médicos Fatiga de los padres
Conocimiento de los padres de la condición de su hijo
EntornosFísicoSocio-organizacionalExterno
Colaboración del médico: llamada de seguimiento después del alta para ayudar al paciente con la recuperación en el hogar
Falta de aceptación de la tele-UCI por parte del personal de la UCI
Trabajo en equipo positivo y colaboración entre tele-UCI y UCI Ambiente de trabajo tranquilo
Interrupciones y ruido que afectan a la comunicación del equipo
Herramientas
Demasiados materiales educativos
Demasiados inicios de sesión en múltiples sistemas de información de salud
Acceso a información completa sobre el paciente
El ordenador como barrera física para la comunicación
Uso de la computadora para presentar y compartir información visual como rayos X
Tareas
Recibir instrucciones inadecuadas o incompletas sobre la atención al paciente en el hogar
Falta de atención directa al paciente en la UCI
Contenido de trabajo desafiante e interesante porque se trata de varios problemas de pacientes de UCI
Presentación de todos los miembros del equipo y sus roles
Interacciones entre personas, entornos, herramientas y tareas
Interacción negativa en el proceso de alta: pacientes que reciben instrucciones (tareas) insuficientes de manera apresurada (entornos), por lo tanto, no entienden lo que se necesitará para la recuperación en el hogar (personas))
La interacción positiva entre la tele-UCI y la UCI (entorno organizativo) facilita la comunicación y el intercambio de información (tareas))
La alta carga de trabajo de los médicos (entornos) puede limitar su disponibilidad y participación en el redondeo junto a la cama, lo que afecta el intercambio de información y la comunicación (tareas).)
*Adaptado del estudio de Acher et al de los factores del sistema que contribuyen a los reingresos de pacientes quirúrgicos. 22
†Adaptado del estudio de Hoonakker et al de enfermeras de tele-UCI. 24
‡Adaptado del estudio de Carayon et al sobre la participación de la familia en las rondas junto a la cama en un hospital pediátrico. 23
UCI, unidad de cuidados intensivos; PETT, personas, entornos, herramientas y tecnologías.
En general, la exploración PETT es una herramienta flexible y se puede utilizar para al menos lo siguiente:
Planificación de proyectos: saber qué factores considerar.
Diseño de la intervención: para saber qué factores abordar.
Implementación de la intervención: para anticipar cómo los cambios afectan a todos los factores del sistema de trabajo.
Evaluación de la intervención: para evaluar los efectos sobre una serie de factores.
Recopilación de datos: para especificar métodos de captura de cada factor.
Análisis: para clasificar los datos en categorías de factores.
Reporting: presentar resultados según los factores.
Priorizar: seleccionar el orden de prioridad entre los diversos factores.
Herramienta #2: mapa de personas
El mapa de personas (recuadro 2) representa a las distintas personas que participan en un sistema de trabajo y cómo se relacionan o interactúan en la práctica, no como se idealiza en un organigrama. Debido a que las personas realizan tareas y roles, un mapa de personas también puede mostrar qué personas o grupos realizan qué actividades y cómo interactúan entre sí en una red de roles. 25 26 Los mapas de personas pueden usar:
Recuadro 2
Mapa de personas
Componentes del SEIPS abordados: el componente de personas del sistema de trabajo y en menor medida las tareas que realizan esas personas.
Usos principales: para describir las diversas personas involucradas y cómo interactúan o se relacionan entre sí, especialmente para revelar ideas sobre las propiedades de las redes sociales (por ejemplo, la centralidad de un rol determinado) o para contrastar distintos «tipos» de personas o grupos de personas (es decir, personas).
SEIPS, Iniciativa de Ingeniería de Sistemas para la Seguridad del Paciente.
Formas para representar roles (por ejemplo, paciente, farmacéutico), individuos (por ejemplo, Paciente 1, Paciente 2) o tipos (por ejemplo, cónyuge, hijo).
Tamaño de la forma para representar la frecuencia relativa o la importancia.
Proximidad para representar la distancia geográfica/social o agrupaciones.
Líneas o flechas para representar las relaciones e interacciones entre las personas.
Figura 2 ofrece ejemplos de mapas de personas basados en la investigación de la atención de la insuficiencia cardíaca. 21 27–35Figura 2A simplemente representa a las personas en un equipo de atención clínica, mientras que figura 2B muestra cómo interactúan esas personas, revelando ideas clave como el papel central del coordinador de atención como centro de información. Figura 2C muestra cómo se pueden mostrar distintos tipos de personas o sistemas, llamados ‘personas’27 28, en un mapa de personas para resaltar las diferencias clave, por ejemplo, entre pacientes con un hogar lleno pero pocos amigos externos versus pacientes que viven solos pero rodeados de muchos amigos y familiares distantes. A pesar de la simplicidad de este ejemplo, las personas típicas basadas en la evidencia pueden representar diferencias mucho más matizadas. Tales personas se convierten en herramientas para que los diseñadores comprendan la gama de partes interesadas o situaciones que se deben acomodar y se adapten a cada una. 36 Por ejemplo, los diseñadores que crean una tecnología o instrucciones para el autocuidado posthospitalación, pueden estar influenciados por las personas en figura 2C diseñar características para pacientes tanto en hogares densos como que viven solos.
Ejemplos de mapas de personas. CC, coordinador de atención; Cg, cuidador; NP, enfermera practicante; P, paciente; PCP: médico de atención primaria; Ph, farmacéutico comunitario; RN, enfermera registrada; S, médico especialista en atención.
Herramienta #3: matrices de tareas y herramientas
Las matrices de tareas y herramientas (recuadro 3) describen las tareas, herramientas e interacciones tarea-herramienta del sistema de trabajo, ilustradas en cuadro 2 con resultados de un análisis de un programa de coordinación asistencial. 37 La matriz de tareas enumera y describe las tareas clave a lo largo de las dimensiones de quién, por qué, con qué frecuencia, cómo y cuándo se realiza cada tarea. Se pueden agregar otras dimensiones (por ejemplo, la criticidad de la tarea). La matriz de herramientas documenta artefactos, instrumentos o tecnologías clave en el sistema y sus usuarios, propósito, frecuencia de uso, accesibilidad y usabilidad estimada o medida38. Las tareas y herramientas se pueden ordenar u organizar, por ejemplo, por frecuencia, criticidad o línea de tiempo (por ejemplo, antes, durante, después de una visita domiciliaria). 37 La matriz de herramientas de tareas X muestra qué herramientas se utilizan para qué tareas. Completar estas matrices informa los cambios en las tareas (por ejemplo, reasignar la programación o hacer que los cuidadores autoadministren evaluaciones) y herramientas (por ejemplo, reemplazar el escáner de mano con un teléfono inteligente o tableta). Las plantillas de estas matrices están disponibles en el archivo complementario en línea.
Cuadro 2
Ejemplos de tareas, herramientas y tareas X matrices de herramientas basadas en un análisis previo del sistema de trabajo de un programa de coordinación de la atención de la salud cerebral basado en la comunidad37
A) Matriz de tareas
Quién actúa
Objetivo(s) de la tarea
Frecuencia
Cómo se realiza
Cuando se realiza
Notas
Programación de citas
CCA, SW
Organizar visitas domiciliarias
Diario
Llamadas del personal, registros en el calendario
Antes de la visita domiciliaria
¿Asignar a un programador dedicado?
Evaluación de la salud
CCA, RN
Brinde la atención adecuada
Cada 2 semanas
CCA administra instrumentos
Visita a domicilio
¿Se puede hacer por CG?
Construcción de relaciones
CCA, SW, RN, CG
Establecer confianza
Según sea necesario
Escuchar, humor, mostrar interés, ofrecer ayuda
Antes, en o después de la visita domiciliaria
Lleva la mayor parte del tiempo, fundamental para el éxito
CCA, asistente de coordinación de atención; CG, cuidador informal; RN, enfermera registrada; SW, trabajadora social.
Recuadro 3
Matrices de tareas y herramientas
Componentes SEIPS abordados: Los componentes de tareas y herramientas del sistema de trabajo.
Usos principales: enumerar, describir y evaluar tareas y herramientas, a menudo para diseñarlas o rediseñarlas o para identificar brechas entre las tareas realizadas y las herramientas disponibles.
SEIPS, Iniciativa de Ingeniería de Sistemas para la Seguridad del Paciente.
Herramienta #4: matriz de resultados
Una matriz de resultados (recuadro 4) identifica y organiza los diversos resultados de interés, ya sea que representen los objetivos del proyecto, las medidas que deben recopilarse o los criterios de evaluación. No todos los resultados deben describirse o medirse, pero un análisis exhaustivo de los resultados para las diversas partes interesadas, incluida la atención a los resultados proximales y distales, así como a los deseables e indeseables,3 puede ser útil para la planificación o la evaluación. A la luz de nuestro enfoque de sistemas centrados en el ser humano basado en factores humanos y ergonomía,39 es importante considerar los resultados para las diversas partes interesadas y lograr un equilibrio óptimo de resultados entre las partes interesadas, como pacientes, cuidadores informales, médicos y organizaciones de atención médica. Por ejemplo, un proyecto destinado a mejorar una práctica de prevención de infecciones debe lograr una mejora en la seguridad del paciente (por ejemplo, reducción de las infecciones adquiridas en el hospital) al tiempo que evita el estrés adicional y los resultados negativos para los médicos y enfermeras (por ejemplo, debido a pasos o tareas adicionales y al aumento de la carga). Por lo tanto, recomendamos que los resultados se equilibren entre todas las partes interesadas clave relevantes para el proyecto o estudio en particular. Los resultados también se pueden clasificar o calificar según la prioridad, la probabilidad u otras dimensiones y sus medidas especificadas. 16 En el archivo complementario en línea se proporciona una matriz de resultados de plantilla.
Recuadro 4
Matriz de resultados
Componentes del SEIPS abordados: el componente de resultados.
Usos principales: identificar de forma proactiva o reactiva los resultados relevantes a considerar, especialmente cuando se necesita documentar exhaustivamente múltiples tipos de resultados y sus medidas de manera organizada.
SEIPS, Iniciativa de Ingeniería de Sistemas para la Seguridad del Paciente.
Herramienta #5: mapa de viaje
El mapa de viaje (recuadro 5) o mapa de procesos es una herramienta para explicar uno o más procesos de trabajo y, al mismo tiempo, representar otros factores o condiciones relevantes a lo largo del tiempo. Figura 3 tiene ejemplos de mapas de viaje simplificados: uno para un paciente que experimenta un cambio en sus medicamentos40 (figura 3A) y uno para el redondeo junto a la cama en un hospital pediátrico41 (figura 3B). Hay muchas herramientas para representar el proceso o flujo de trabajo, con una gran variación en lo que se presenta y cómo se hace. 42–44 Por ejemplo, algunos mapas de procesos contienen simplemente los pasos de un proceso o una lista de actividades organizadas por sus objetivos y subobjetivos. Un mapa de viaje es una variedad popular de mapa de procesos muy bien alineado con los conceptos de SEIPS. 2 El mapa de viaje se puede utilizar como una herramienta para representar cómo las personas interactúan dinámicamente con otras personas, tareas, herramientas y entornos a lo largo del tiempo. Los mapas de viaje pueden representar puntos de contacto en el proceso donde ocurren las interacciones, sentimientos provocados por las interacciones, barreras o «puntos débiles» que afectan el viaje, caminos alternativos o variaciones y condiciones o relaciones cambiantes (por ejemplo, demandas vs capacidad). Al aprovechar el color, las imágenes, las relaciones espaciales y otras técnicas de visualización, los mapas de viaje a menudo transmiten información multidimensional de una manera destacada, utilizable y memorable. 45
Recuadro 5
Mapa de viaje
Componentes de SEIPS abordados: el componente de proceso, a menudo simultáneamente con el sistema de trabajo y los componentes de resultados.
Primary uses: to depict a process over time and how work system conditions and outcomes change during the course of the process, often used to identify problems or patterns that will need to be addressed when modifying or designing a process or system.
SEIPS, Systems Engineering Initiative for Patient Safety.
This tool (box 6)—also called the configural diagram3 13 29 46—depicts how work system factors interact. Showing these interactions helps explain ‘why’ something happened or is happening, from a whole-systems perspective. Interactions diagrams are not meant to be fully inclusive; they are better suited to show only the most relevant or consequential factors and interactions. Figure 4 applies the interactions diagram to show how multiple factors combine and affect or mitigate each other to shape nutrition for hypertensive patients living in food deserts. Even in the face of seemingly uncontrollable factors (eg, where patients dwell), the system can result in good performance, depending on the interactions of all relevant system factors (eg, programmes to screen for and address food insecurity). Similar diagrams could be drawn to describe whole-system interactions associated with episodic or long-term outcomes at different levels of analysis, for example, a single patient’s exercise behaviour, staff burnout in a hospital unit or quality outcomes across the state’s primary care clinics.
Box 6
Interactions diagram
SEIPS components addressed: the interactions in the work system component.
Primary uses: to depict the relevant subset of work system factors whose interactions are meaningful, often with the intent to select the aspects of a system to address during design. A second use is to draw comparisons of two or more sets of system interactions.
SEIPS, Systems Engineering Initiative for Patient Safety.
Otro uso de los diagramas de interacciones es comparar los factores del sistema contribuyentes entre:
Entornos: por ejemplo, hospitales, unidades, regiones, clínicas que difieren en tamaño.
Poblaciones: por ejemplo, por edad, condición, raza/etnia.
Equipos: por ejemplo, interprofesional versus no, Equipo Rojo versus Equipo Azul.
Procesos: por ejemplo, el pedido de medicamentos frente a la dispensación frente a la administración.
Resultados: por ejemplo, alto versus bajo rendimiento, daño versus ningún daño.
Tiempo: por ejemplo, años, estaciones, pre-post una intervención.
Sistemas o enfoques: por ejemplo, Diseño 1 versus Diseño 2, Enfoque A versus B.
Herramienta #7: historia de sistemas
La narración de historias es una herramienta que impregna el tiempo y la cultura. Las historias son convincentes y fáciles de entender, recordar, compartir y reutilizar, pero transmiten mucha información y complejidad. 47 La herramienta de historia de sistemas (caja 7) es un marco de historia (o modelo lógico) sobre cómo suceden las cosas en los sistemas de acuerdo con SEIPS: cómo el diseño del sistema produce cambios en los procesos, lo que resulta en diferentes resultados. Esta herramienta se utiliza a menudo para enmarcar un argumento persuasivo o memorable sobre cómo se relacionan los sistemas de trabajo, los procesos y los resultados. Una historia de sistemas de ejemplo contrasta las respuestas de los sistemas hospitalarios a la crisis de COVID-19:48 49
Recuadro 7
Historia de sistemas
Componentes del SEIPS abordados: la combinación del sistema de trabajo, los procesos y los resultados.
Usos principales: para enmarcar una historia sobre cómo se relacionan los sistemas de trabajo, los procesos y los resultados, a menudo para hacer un argumento persuasivo o memorable para la audiencia.
SEIPS, Iniciativa de Ingeniería de Sistemas para la Seguridad del Paciente.
Mentalidad militarista: la cultura de la culpa del sistema y la desconfianza en los médicos de primera línea produjeron procesos de toma de decisiones centralizados de arriba hacia abajo, causando resultados de estrés y soluciones menos creativas.
Mentalidad ágil: la cultura ágil del sistema y la confianza en los médicos de primera línea empoderaron a los equipos locales para emplear procesos innovadores basados en experimentos, produciendo resultados de ahorro de tiempo y soluciones innovadoras.
Una vez que se enmarca la historia de los sistemas, contar la historia también es importante; uno debe aprovechar las poderosas fórmulas narrativas como la comparación de opuestos (por ejemplo, héroes y villanos, la historia de dos ciudades), el uso de la repetición y la estructura paralela, el dispositivo de la historia de resolución de problemas o los triunfos de los desvalidos.
Conclusión
SEIPS 101 y las siete herramientas simples de SEIPS tienen la intención de hacer que SEIPS sea más utilizable y útil, especialmente para los profesionales y otras personas que pueden estar menos familiarizadas con SEIPS o sus usos. Las herramientas se basan en nuestras experiencias y las de nuestros colegas, pero requieren validación y evaluaciones de facilidad de uso y utilidad. Dicha evaluación podría evaluar en qué medida los modelos y herramientas permiten a los usuarios realizar sus tareas de manera efectiva, eficiente y satisfactoria, según la definición internacional estándar de usabilidad. Siguiendo la práctica de ingeniería de usabilidad, la usabilidad del modelo y las herramientas se puede evaluar mediante la calificación de expertos, el autoinforme del usuario y la evaluación del rendimiento durante el uso real. 50
Con el tiempo, anticipamos que los consumidores de SEIPS 101 y sus herramientas obtendrán experiencia con ellos, consultarán la literatura más amplia sobre SEIPS y los modelos y enfoques de sistemas de trabajo relacionados, informarán sus experiencias y adaptaciones de las herramientas y se asociarán con otros pensadores de sistemas, incluidos ingenieros de sistemas centrados en el ser humano formalmente capacitados para mejorar la eficiencia y la eficacia. Idealmente, el trabajo futuro producirá herramientas SEIPS adicionales y métodos listos para usar, junto con simplificaciones y herramientas derivadas de otros marcos teóricos, para una aplicación práctica más fácil y útil en calidad, seguridad y salud.
Este artículo que posteo es para llamar la atención con las comparaciones entre la prestación de salud y algunas industrias más seguras, sus paralelismos y diferencias, para discutir en profundidad y encarar un programa de mejora de la seguridad en los quirófanos y los cirujanos, como operadores y personas entrenadas. El quirófano es un ambiente caracterizado por un alto grado de complejidad con respecto a las interfaces humano-tecnológica y humano-humana. Los procedimientos requieren esfuerzos coordinados de múltiples grupos, trabajando bajo estrés. La composición humana aquí es continuamente cambiante, al revés que en la aviación. Por ello puede haber problemas de comunicación con desenlaces catastróficos.
Componentes de Crew Resource Management. Ariel Braverman, September 2021 • Nursing Management
Conciencia situacional
• Conciencia del entorno
• Realidad versus percepción de la realidad
• Prevención de la fijación
• Reconocimiento de la incapacidad (física, psicológica)
Comunicación
• Influencia cultural
• Rol en el equipo
• Asertividad
• Escuchar
• Comentarios
Liderazgo/Seguimiento
• Formación de equipos
• Habilidades gerenciales
• Autoridad
• Profesionalidad
• Credibilidad
Habilidades sociales
• Escuchar
• Resolución de conflictos
• Mediación de la crítica
• Planificación
• Revisión en curso
• Debriefing
Manejo del estrés
• Capacidad de rendimiento
• Manejo de la fatiga
• Monitoreo del estado mental
Gogalniceanu P, Calder F, Callaghan C, Sevdalis N, Mamode N. Surgeons Are Not Pilots: Is the Aviation Safety Paradigm Relevant to Modern Surgical Practice? J Surg Educ. 2021 Sep-Oct;78(5):1393-1399. doi: 10.1016/j.jsurg.2021.01.016. Epub 2021 Feb 9. PMID: 33579654.
Los resultados quirúrgicos a menudo se comparan con los datos de seguridad de la aviación comercial. El desempeño de esta industria, la aviación, se menciona con frecuencia como un ejemplo de alta confiabilidad que debe reproducirse en la práctica clínica. Como así también las plantas nucleares.
En consecuencia, la analogía aviación-cirugía forma el marco conceptual para gran parte de la investigación de seguridad del paciente,abogando por la traducción de las herramientas de seguridad de la aviación al entorno de la atención médica. Sin embargo, el uso excesivo o la aplicación incorrecta de este paradigma puede ser engañosa y puede resultar en intervenciones ineficaces de mejora de la calidad.
Se discute la validez y relevancia de la comparación aviación-cirugía, proporcionando el contexto necesario para mejorar su aplicación al lado de la cama. Aborda la capacitación en factores técnicos y humanos, así como dominios de rendimiento más novedosos, como la cultura profesional y la optimización de la condición de los operadores. Estos se utilizan para determinar si la analogía aviación-cirugía es una fuente valiosa de aprendizaje interprofesional o simplemente otro cliché de seguridad.
En la última década, una variedad de estrategias de rendimiento de la aviación comercial se han traducido en la práctica clínica con buen efecto. Los ejemplos incluyen listas de verificación perioperatorias o registradores de datos de caja negra intraoperatoria.1,2 Del mismo modo, los comportamientos organizacionales en cirugía se han moldeado con éxito para que coincidan con la práctica de seguridad de la aviación.
Estos incluyen la introducción de sesiones informativas del equipo o la evitación obligatoria de distracciones durante las fases críticas de la cirugía (la «cabina estéril» o la «regla de los 10,000 pies»).3-6 Sin embargo, la validez de comparaciones más amplias entre cirugía y aviación rara vez se analiza.7 Por ejemplo, equiparar las tasas de complicaciones quirúrgicas con el número equivalente de «aviones que se estrellan por día» siempre produce discrepancias alarmantes, pero ofrece un margen de mejora limitado. El hecho de que el vuelo comercial es seguro es innegable. La Autoridad de Aviación Civil estima un promedio de una muerte por cada 287 millones de pasajeros volados por una aerolínea del Reino Unido.
Esto se compara favorablemente con una probabilidad de 1 en 17,000 de morir en una colisión de tráfico.8 En contraste, los estudios históricos de atención médica sugieren que alrededor del 3% de los pacientes hospitalizados sufren eventos adversos 9,10 y hasta el 5.6% de las complicaciones quirúrgicas llevaron a la muerte.9
En la práctica global contemporánea, las tasas generales de morbilidad y mortalidad perioperatoria siguen siendo problemáticas 11 a pesar de las grandes transformaciones de seguridad en algunos países. En realidad, la verdadera magnitud del daño iatrogénico quirúrgico es difícil de estimar debido a las limitaciones en el informe de resultados y las complejidades de los modelos de causa y efecto de error existentes.5,12 Por lo tanto, no es sorprendente que gran parte de la investigación de seguridad quirúrgica se centre en los modelos de rendimiento de la aviación comercial.
Esto crea la tentación de traducir directamente las herramientas de seguridad de la aviación a la atención clínica sin la debida adaptación, validación o apreciación del contexto. Para evitar la implementación equivocada de tales intervenciones, los cirujanos requieren una comprensión juiciosa de los sistemas, la cultura y los procedimientos de aviación comercial. Este artículo explora seis aspectos de la práctica quirúrgica con el fin de contextualizar la utilidad del paradigma de seguridad aérea en la atención médica contemporánea.
La limitación más clara de la analogía aviación-cirugía es el hecho de que la biología humana falla de maneras radicalmente diferentes y más complejas que la ingeniería aeronáutica. La edad promedio de un avión en una flota comercial es de alrededor de 20 a 25 años.
Además, estos están altamente automatizados, se revisan regularmente y se benefician de la tecnología de detección de fallas.Esto permite que los fallos de funcionamiento sean raros e identificados mucho antes de que se conviertan en consecuencias. Por el contrario, los cirujanos se enfrentan a una población cada vez más envejecida y comórbida que sufre de presentación tardía u oculta de la enfermedad. Inevitablemente, esto puede conducir a tasas más altas de resultados no deseados a pesar de los mejores esfuerzos de los médicos. Es como si los aviadores volaran aviones sin mantenimiento y con su fuselaje deteriorado.
También es importante recordar que los pilotos de aerolíneas comerciales tienen la opción de volar o no cuando la seguridad corre el riesgo de verse comprometida. Los cirujanos, por otro lado, a menudo se encuentran con situaciones extremas en las que las operaciones deben realizarse a pesar de los riesgos asociados, por ejemplo, en presentaciones tardías de cáncer o situaciones de trauma de emergencia.
Como tal, los cirujanos a menudo operan en circunstancias impredecibles y mal optimizadas. Esto significa que los datos de los resultados de morbilidad y mortalidad quirúrgica no se pueden comparar directamente con las tasas de incidentes y accidentes informadas por la industria de la aviación sobre una base meramente numérica. En consecuencia, el valor del aprendizaje interprofesional entre las dos profesiones debe determinarse sobre la base de criterios diferentes.
ENTRENAMIENTO DE SIMULACIÓN
El entrenamiento tanto en cirugía como en aviación es arduo y exige altos niveles de precisión. Sin embargo, existen varias diferencias importantes entre las dos profesiones con respecto al uso de la simulación en el mantenimiento de los estándares de práctica. Los pilotos se someten a una evaluación de simulador cada 6 meses a lo largo de sus carreras.5
Estas «comprobaciones de simulación» son exhaustivas, están altamente reguladas y están ampliamente estandarizadas en todas las aerolíneas. En promedio, cada piloto se somete a alrededor de 16 horas de entrenamiento y pruebas de simulación por año.
Este proceso de revalidación utiliza un currículo continuo que cubre tanto los procedimientos normales como los no normales, de modo que todas las emergencias posibles se practican de forma recurrente durante un período de tiempo relativamente corto. Una falla en el simulador, incluso en un piloto senior experimentado, conduce a la suspensión inmediata de «volar en la línea».
Los cirujanos en sí mismos no son nuevos en la simulación. Actualmente está disponible una amplia gama de metodología de simulación quirúrgica, que prueba el rendimiento técnico y no técnico. Estos incluyen «plantillas de escritorio» y entrenadores de cajas que utilizan tejidos artificiales, modelos de animales vivos y simuladores de realidad virtual, así como entornos de entrenamiento inmersivos.13,14
No menos importante, los cirujanos son pioneros de una de las primeras formas de simulación: la disección cadavérica.15
Conceptos más novedosos también han explorado el papel de la práctica mental y la visualización, como formas de simulación cognitiva.16
Críticamente, estos métodos de entrenamiento se han difundido a través de una variedad de modalidades, que van desde el entrenamiento de habilidades quirúrgicas básicas hasta la simulación de crisis para el rendimiento no técnico en quirófanos híbridos.17,18
En consecuencia, se podría argumentar que los cirujanos se benefician de una gama igualmente sofisticada de opciones de simulación como las utilizadas en la aviación. Sin embargo, surgen limitaciones importantes con respecto a la aplicación de la simulación quirúrgica en la práctica.
En primer lugar, la capacitación en simulación quirúrgica es costosa y no siempre se beneficia del apoyo financiero institucional o de la prioridad organizacional.
En segundo lugar, el acceso a los simuladores sigue siendo problemático fuera de los centros de excelencia quirúrgica.
Actualmente, solo una pequeña proporción de los cirujanos del mundo pueden ser entrenados y probados en entornos simulados.
En tercer lugar, la mayoría de los cirujanos fuera de los Estados Unidos se someten a un examen como «hitos» de carrera independientes, en lugar de de forma recurrente.
Como tal, el uso rutinario de la simulación en el desarrollo profesional continuo (CPD) es infrecuente e irregular. Finalmente, la mayoría de los ejercicios basados en simulación quirúrgica no están integrados en los procesos de acreditación y revalidación profesional. Como resultado, no pueden evitar que las personas con habilidades inadecuadas practiquen la cirugía. Esto se ve agravado por la ambigüedad con respecto a qué métrica o marcadores de competencia deben usarse para revalidar a los cirujanos en ejercicio.
RETROALIMENTACIÓN OBSERVADA USANDO ENTRENADORES
Los niveles de supervisión y las oportunidades de retroalimentación para los cirujanos que han completado su capacitación son limitadas. En contraste, los nuevos comandantes o los primeros oficiales subalternos siempre vuelan con un tercer piloto para mitigar el efecto de su curva de aprendizaje natural. Los aviadores experimentados tampoco están exentos. Los pilotos que realizan vuelos de rutina son observados y evaluados regularmente por capitanes de entrenamiento en todos los dominios de competencia. Esto no solo asegura niveles estandarizados de rendimiento dentro de una aerolínea, sino que también brinda oportunidades de desarrollo bienvenidas tanto para el practicante como para el evaluador. Esta cultura de crecimiento permite que a un capitán de 28 años, así como a uno de 65 años, se le confíe la vida de cientos de personas a diario. Niveles similares de apoyo a la toma de decisiones, tutoría y retroalimentación no están universalmente disponibles para los cirujanos especialistas, ya sean recién nombrados o bien establecidos en su práctica. El hecho de que la revalidación profesional no implique ni la observación formal ni la evaluación de las habilidades técnicas, significa que una licencia para ejercer no siempre se correlaciona con la capacidad técnica.
ENTRENAMIENTO DE HABILIDADES NO TÉCNICAS
El reconocimiento de que los humanos son la mayor variable en cualquier sistema complejo forma la base de una cultura de seguridad en todas las industrias.19,20 Los pilotos lo reconocen abiertamente al afirmar que «somos al mismo tiempo el eslabón más fuerte y el más débil en la cubierta de vuelo». 5
Esto hace un punto pertinente sobre la condición humana que es inconsistente y falible, pero también creativo, innovador e intuitivo.
En consecuencia, la competencia piloto se determina en tres dominios de igual importancia: habilidades técnicas, cognitivas y conductuales.b
Las últimas 2 categorías representan factores humanos (IC) o habilidades no técnicas (NTS). Los ejemplos incluyen la toma de decisiones, el liderazgo o la conciencia situacional.5,21
Sorprendentemente, la capacidad técnica de volar una aeronave representa solo un tercio del conjunto de habilidades de un piloto, mientras que la mayoría está formada por competencias no técnicas.5 En la última década ha habido una mayor conciencia del papel de las habilidades no técnicas 22 en la práctica quirúrgica,23-25 así como en otros campos perioperatorios.18, 26
Actualmente, la capacitación quirúrgica en NTS se beneficia no solo de las taxonomías validadas, sino también de las métricas de rendimiento basadas en la evidencia.27-29 Más importante aún, las oportunidades de capacitación en NTS se han vuelto más ampliamente disponibles.
Un ejemplo de ello es el proyecto de habilidades no técnicas para cirujanos (NOTSS), que ha demostrado proporcionar una capacitación válida y una calificación confiable del desempeño no técnico del cirujano.27,30-32
Además, el sistema NOTSS ha tenido una excelente aceptación internacional 33 utilizando una variedad de plataformas.34 Recientemente, la integración de factores humanos en los planes de estudio médicos de pregrado y posgrado también ha comenzado a allanar el camino hacia una adopción más universal en todos los sectores de la salud.35 Sin embargo, la adopción generalizada de NTS en la práctica quirúrgica actual está limitada por varios factores. En primer lugar, los cirujanos se han centrado en el rendimiento técnico durante siglos.5 En contraste, los factores humanos a menudo han sido calificados como habilidades «blandas» y se han visto incorrectamente como esfuerzos para enseñar a los cirujanos cómo ser «amables». Esta visión persiste a pesar de la evidencia sólida que sugiere que contribuyen a resultados superiores tanto en medicina18,25,36-41 como en aviación.38,42,43 En consecuencia, las mentalidades profesionales todavía se están adaptando al concepto de que las habilidades no técnicas son competencias esenciales.24 Este retraso en la adaptación significa que la capacitación en NTS no es obligatoria en muchas comunidades quirúrgicas de todo el mundo. En la práctica, el cirujano promedio puede, en el mejor de los casos, realizar varios días de capacitación en factores humanos en toda su carrera, con poca o ninguna evaluación posterior de la competencia en este campo. Como anécdota, la mayoría de los cirujanos establecidos no tendrán ningún entrenamiento formal de factores humanos.
OPTIMIZACIÓN DE LA CONDICIÓN DE LOS OPERADORES
Las investigaciones de accidentes aéreos y la investigación aeroespacial han demostrado que tanto el rendimiento de rutina como el de emergencia se ven afectados en los extremos de nuestros límites biológicos.44,45 La fatiga física, mental y emocional se asocia con una menor atención y una toma de decisiones deficiente, así como con un mayor tiempo de reacción y un mal recuerdo de la memoria.5 Posteriormente, la aviación comercial ha invertido significativamente en sistemas de gestión de la fatiga. limitaciones estrictas de tiempo de servicio y períodos de descanso obligatorios.46
Los pilotos también reciben una amplia capacitación para reconocer y combatir los efectos de situaciones estresantes, sorprendentes o de alta carga de trabajo, donde incluso los aviadores más experimentados han demostrado cometer errores básicos.42
Es importante tener en cuenta que los cirujanos sufren desalineaciones circadianas similares, patrones de fatiga y factores estresantes emocionales, por ejemplo, la muerte inesperada de un paciente o una operación de emergencia fuera de horario. A pesar de los cambios significativos en la limitación del tiempo de trabajo de los médicos, la opinión tradicional en cirugía ha sido que las largas horas de trabajo y el cansancio son un precio aceptable a pagar por el conocimiento y la experiencia. A veces, la fatiga incluso se ha visto incorrectamente como una insignia de honor. El acondicionamiento de los cirujanos puede estar relacionado no solo con la privación del sueño, el hambre o la deshidratación,47,48 sino también con factores de deterioro del rendimiento más sutiles, como problemas de salud personales o familiares, conflictos profesionales o períodos de concentración prolongada. Sin embargo, estos son ignorados en gran medida en la práctica clínica y en los análisis de causa raíz 49, donde se presume que el rendimiento quirúrgico es un fenómeno lineal.
La Figura 1, tomada de Wadhera, muestra la diferencia de carga mental en quirófano: a diferencia de la aviación, el mayor estrés, para cada componente del equipo, es en momentos diferentes. Aviación y cirugía cardíaca. Revista argentina de cardiología, vol. 87, núm. 5, pp. 388-391, 2019
CULTURA PROFESIONAL
La cultura es una mentalidad adquirida que define las normas profesionales, impulsa los comportamientos y modula los resultados.5,50,51 Las profesiones de la aviación y la salud comparten valores comunes en lo que respecta a la excelencia, la precisión, la resiliencia y la seguridad.5 Sin embargo, 2 aspectos específicos de la cultura quirúrgica pueden ser informados por la industria de la aviación. La cultura justa describe una forma justa, proporcional y transparente en la que los individuos son responsables de los errores. Crear un entorno seguro y abierto en el que se puedan reportar cuasi accidentes y errores es esencial para derivar el aprendizaje y mejorar la seguridad. Críticamente, una cultura justa no debe confundirse con un enfoque de «no culpa» en el que se permiten estándares deficientes, violaciones conscientes, negligencia o incluso sabotaje en nombre de informes abiertos. Las aerolíneas comerciales fomentan activamente la notificación de incidentes y accidentes, siendo conscientes de que los malos resultados de seguridad afectan en última instancia la viabilidad comercial.5 En la práctica quirúrgica, sin embargo, el error involuntario se ha encontrado tradicionalmente con una profunda intolerancia profesional, estigmatización social, como habilidades cognitivas: conciencia situacional, gestión de la carga de trabajo, resolución de problemas y toma de decisiones. b Habilidades de comportamiento: liderazgo, trabajo en equipo, comunicación y estándares profesionales. Si bien los altos estándares profesionales son absolutamente esenciales para la seguridad del paciente, la predisposición de los humanos a errar a veces se confunde con negligencia intencional. Por lo tanto, como era de esperar, algunos cirujanos aún pueden sentirse incómodos al informar incidentes de seguridad55 debido a la cultura de «acusar, culpar y criticar» (ABC)56 que a veces se ve en la práctica clínica. La resiliencia forman la base del alto rendimiento en cualquier profesión. Sin embargo, una cultura profesional sobredesarrollada de perseverancia y sobreactuación puede conducir al agotamiento, el estrés, las rupturas de relaciones, los comportamientos disruptivos y la falta de profesionalismo.57,58 Haciendo referencia a estos valores en la aviación, 1 piloto los describió como restos negativos del «espíritu de la guerra», afirmando que «no queremos pilotos héroes, queremos jugadores de equipo que puedan volar». 5
Soluciones traslacionales de la aviación comercial a la práctica quirúrgica
Si se esperan objetivos de daño cero de manera realista, algunas áreas de la práctica quirúrgica deben evolucionar para que coincidan con los estándares utilizados en la aviación comercial.
Simulación: Los cirujanos pueden necesitar realizar evaluaciones de simulación regulares y estandarizadas para probar sus habilidades técnicas y no técnicas tanto en situaciones de rutina como de emergencia. Si bien los escépticos argumentaran que estos requisitos no son realistas debido a los altos costos asociados, es importante recordar que las aerolíneas aplican estos estándares de seguridad sin dejar de ser comercialmente viables.5,c
Habilidades no técnicas: La destreza técnica por sí sola es insuficiente para lograr la calidad en la atención. En cambio, debemos reconocer que la forma en que los cirujanos deciden, piensan y se comportan puede actuar como poderosos catalizadores tanto para el éxito como para el fracaso. Por lo tanto, el entrenamiento quirúrgico también debe centrarse en las competencias cognitivas y conductuales. Además, la capacitación en factores humanos debe convertirse en un aspecto importante y obligatorio de la acreditación y revalidación quirúrgica, a lo largo de la carrera de un cirujano. Sus bases deben establecerse temprano en la educación de pregrado.
Observación entre pares: La observación de la práctica real y la retroalimentación estructurada son principios clave de la mejora continua en la aviación comercial.
Esto solo se reconoce parcialmente en la atención médica y debería convertirse en un aspecto central de la CPD quirúrgica. Los esfuerzos actuales para desarrollar entrenadores-clínicos en cirugía deben continuar para crear roles equivalentes a los capitanes de entrenamiento de línea en la aviación. La inmersión regular y regulada de estas personas en la práctica diaria de los cirujanos especialistas puede salvaguardar los estándares y facilitar el desarrollo profesional utilizando «operaciones de control».
Los entrenadores quirúrgicos deben estar facultados para proporcionar retroalimentación significativa y, cuando sea necesario, para tomar medidas, utilizando estándares profesionales aceptados de competencia técnica y no técnica.5
Cultura quirúrgica:
La seguridad quirúrgica no puede existir sin una cultura justa. La industria de la aviación destaca la necesidad de lograr la rendición de cuentas y el aprendizaje proporcionales, en lugar de la vergüenza y el castigo. Esto no solo protege a los pacientes de daños recurrentes, sino que también permite que el personal sea entrenado y apoyado cuando inevitablemente ocurren eventos adversos. Del mismo modo, una cultura de moderación y autoconciencia en la cirugía no debe confundirse con la tolerancia al bajo rendimiento o la mediocridad cómoda. En cambio, debemos ser conscientes de que tanto los cirujanos como los pacientes pueden verse perjudicados por el desprecio por nuestras limitaciones naturales.
Condición del operador: La optimización del estado físico, mental y emocional de los cirujanos debe reconocerse como un determinante importante de los resultados.5 En consecuencia, tanto los individuos como los sistemas de atención médica deben crear condiciones óptimas para el éxito. Estos incluyen ajustes a los patrones de trabajo, entornos clínicos y gestión de cargas de trabajo. No debemos olvidar que en la cirugía el éxito a menudo tiene que ver con la configuración.
CONCLUSIÓN
El uso excesivo o descontextualizado del paradigma de seguridad de la aviación y la atención médica puede conducir a generalizaciones engañosas y a la desconexión del usuario final. Los pilotos y cirujanos se enfrentan a diferentes desafíos profesionales. La enfermedad humana es más variable y volátil que la ingeniería aeronáutica, lo que hace que el sustrato del trabajo de un cirujano sea también peligroso e impredecible. Esta es una limitación importante a considerar al aplicar el paradigma de seguridad aérea a la práctica quirúrgica. Sin embargo, los autores sugieren que el enfoque de la industria de la aviación para el rendimiento y la seguridad sigue siendo muy relevante para los cirujanos modernos. Los humanos tienden a fallar de manera similar cuando son desafiados por situaciones novedosas, amenazantes o complejas. Como tal, los pilotos y cirujanos son susceptibles a modalidades de falla similares. Esto permite a las dos profesiones compartir estrategias para superar las limitaciones humanas universales. Visto a través de esta lente, el estudio de los modelos de seguridad de la aviación puede descubrir herramientas y conceptos valiosos que pueden mejorar los resultados de los pacientes. Los aviadores también pueden aprender de nuestras propias innovaciones de seguridad. La clave del éxito traslacional sigue siendo la adaptación clínica y la validación en la práctica. El desafío actual que enfrenta la profesión quirúrgica es no repetir los mismos errores que otras industrias ya han aprendido a superar, a menudo a costa de vidas humanas. Nuestro enfoque no debe estar en lo que hacen los pilotos, sino en cómo logran resultados confiables y resistentes. c Una compañía aérea que empleara a 4000 pilotos realizaría alrededor de 8000 sesiones de simulación por año, lo que equivale a 64.000 horas de capacitación y evaluación.
En las Organizaciones de atención de la salud (Jordon et al., 2010; Sittig y Singh, 2010) y la profesión de enfermería (Chaffee y McNeill, 2007) se han caracterizado como sistemas adaptativos complejos (Braithwaite et al., 2013), con demandas y barreras desiguales y ondulantes para la prestación de cuidados. Todos los días en todo el mundo, millones de médicos brindan atención segura al paciente. Lo hacen dentro de sistemas complejos que utilizan enfoques tradicionales para la seguridad del paciente, enfoques que aplican soluciones de tipo lineal a un sistema adaptativo complejo, en un intento de restringir y evitar la variabilidad. Estas soluciones a menudo incluyen políticas, reglas, regulaciones y tecnología desarrollada para hacer cumplir la estandarización de la práctica clínica. La capacidad de adaptar, predecir, ajustar y compensar las barreras y deficiencias del sistema son características de los empleados experimentados y resilientes (Tucker y Edmondson, 2003; Hollnagel, Braithwaite y Wears, 2013c; Wears, Hollnagel y Braithwaite, 2015a; Braithwaite, Wears y Hollnagel, 2017). Para adaptarse a las fallas operativas y brindar atención, los médicos de primera línea utilizan soluciones alternativas. Las soluciones alternativas difieren de los procedimientos prescritos o previstos por la organización y se emplean para eludir un obstáculo percibido o real para lograr un objetivo o alcanzarlo más fácilmente (Debono et al., 2013).
Se ha argumentado que, dadas las estructuras rígidas impuestas que intentan modelar el trabajo de los médicos y codificarlo en reglas, las soluciones son inevitables (Berg, 1994). Otros sugieren la posibilidad de soluciones alternativas para proporcionar soluciones innovadoras a los problemas y destacar las oportunidades de mejora (Tucker y Edmondson, 2002; Tucker y Edmondson, 2003; Lalley, 2014) y seguridad (Vincent, 2010). Sin embargo, la visión dominante en la literatura de atención médica es la de eludir los mecanismos de seguridad (Patterson et al., 2006; McAlearney et al., 2007; Rayo et al., 2007; Vogelsmeier, Halbesleben y Scott-Cawiezell, 2008), creando problemas imprevistos en el sistema (Mohr y Arora, 2004; Kobayashi et al., 2005) y los intentos desestabilizadores de estandarizar la práctica, las soluciones alternativas son perjudiciales y contribuyen a las organizaciones propensas al error (Spear y Schmidhofer, 2005). La opinión predominante sobre las soluciones alternativas sigue una lógica que argumenta: la estandarización de la práctica, impuesta por reglas, políticas, tecnología y capacitación, apoya la seguridad; las soluciones socavan la estandarización y pueden ser inseguras. Las soluciones alternativas tienen el potencial de crear una «economía subterránea en prácticas inseguras» (Wachter, 2008: 48). Sin embargo, dado que la mayoría de las veces las cosas van bien (Hollnagel, Wears y Braithwaite, 2015; Braithwaite, Wears y Hollnagel, 2015), y dado que sabemos que el uso de soluciones alternativas es generalizado en la atención médica (Tucker y Edmondson, 2002; Kobayashi et al., 2005; Morath y Turnbull, 2005; Patterson et al., 2006; Koppel et al., 2008; Schoville, 2009; Halbesleben, 2010; Halbesleben et al., 2010; Rack, Dudjak y Wolf, 2012; Debono et al., 2013), entonces las soluciones de los médicos también deben contribuir a que las cosas salgan bien..
Las soluciones alternativas son ejemplos de resiliencia en acción, demostrando cómo los médicos de primera línea se adaptan continuamente a las condiciones fluctuantes y cierran la brecha entre el trabajo según lo imaginado (WAI) y el trabajo como se hace (WAD) para brindar atención (Braithwaite, Wears y Hollnagel, 2017).
Investigar cómo las enfermeras promulgan y perciben soluciones alternativas, a pesar de la amenaza de una posible retribución profesional, proporciona una lente única para comprender cómo los procesos resilientes se integran y gestionan en el lugar de trabajo diario, y es el objetivo de este estudio. Al hacerlo, es importante considerar la perspectiva y el contexto locales.
La disminución de los eventos adversos se produce más bien porque las organizaciones aprenden a mejorar su funcionamiento diario y, por lo tanto, tienen éxito con más frecuencia.
Resilient Health Care se suscribe a una perspectiva que involucra a todo el sistema sobre cómo la seguridad, la calidad, la productividad, la satisfacción del paciente y más, representan facetas de la misma realidad, y sobre cómo los hospitales son sistemas sociotécnicos complejos en lugar de «fábricas» simplificadas para el tratamiento de enfermedades y la «producción» de pacientes satisfechos.
Los principales de estos son:
• El enfoque de RHC está en el trabajo clínico diario y por qué generalmente va bien (Seguridad-II) en lugar de en resultados adversos impredecibles, como incidentes y accidentes (Seguridad-I).
• RHC considera el trabajo tal como realmente tiene lugar (Trabajo como Se Hace) en lugar de en el trabajo como se supone o se espera que se haga (Trabajo-como-Imaginado). Esto se aplica a todo tipo de rendimiento y para todos los niveles de la organización, desde la «cara de carbón» clínica hasta la gestión.
«los fracasos son la otra cara de los éxitos», o en otras palabras, que los resultados que notamos (así como los resultados que no notamos) se producen básicamente de la misma manera, independientemente de si son aceptables o inaceptables. (Esto también se conoce como el principio de equivalencia, cf. Hollnagel, 2012.)
La consecuencia obvia del principio de equivalencia es, por lo tanto, un cambio de enfoque de los accidentes «inevitables» a la forma en que se llevan a cabo las actividades cotidianas. Además, es lógico que un aumento en el número de resultados aceptables –las situaciones en las que el trabajo ocurre como debería y donde los resultados son aceptables– conduzca a una disminución en el número de resultados inaceptables.
El trabajo se realiza, por definición, siempre para lograr los resultados previstos, lo que en la práctica significa que debe conducir a los efectos positivos deseados..
La consecuencia obvia del principio de equivalencia es, por lo tanto, un cambio de enfoque de los accidentes «inevitables» a la forma en que se llevan a cabo las actividades cotidianas. Además, es lógico que un aumento en el número de resultados aceptables –las situaciones en las que el trabajo ocurre como debería y donde los resultados son aceptables– conduzca a una disminución en el número de resultados inaceptables.
Cuando algo sale mal, hay un interés obvio en tratar de entender por qué sucedió para que podamos estar seguros al «encontrar y arreglar» las causas identificadas, generalmente tratando cada causa por su cuenta. (También ayuda a hacernos sentir seguros, al proporcionar una explicación socialmente aceptable de lo que sucedió). Por lo tanto, los esfuerzos de seguridad y la gestión de la seguridad en todas las industrias, ya que la atención médica no es una excepción, se centran en la aparición de resultados adversos y en encontrar medios para garantizar que su número se reduzca, preferiblemente a cero. Resilient Health Care comenzó abordando las preocupaciones que había expresado el llamado movimiento de seguridad del paciente (Wears y Sutcliffe, de próxima aparición).
En ese sentido, RHC ha seguido el mismo camino que la Ingeniería de Resiliencia, que también partió de la preocupación tradicional por las cosas que salen mal.
Pero esta disminución importante no se produce impidiendo que ocurran eventos de cierto tipo (accidentes e incidentes) o que se produzcan acciones de cierto tipo (violaciones y desviaciones). La disminución se produce más bien porque las organizaciones aprenden a mejorar su funcionamiento diario y, por lo tanto, tienen éxito con más frecuencia.
La ciencia de la seguridad y la ingeniería de resiliencia (RE) se pueden agregar con confianza a la lista, en la medida en que pueden considerarse ciencias en absoluto (Hollnagel, 2013b). Para estas ciencias a veces puede ser difícil producir predicciones comprobables o probar predicciones por medio de experimentos controlados, los cuales, para bien o para mal, se consideran cualidades atractivas. Por lo tanto, es necesario basar la práctica en datos o pruebas en lugar de en teorías y modelos. . Esto no es necesariamente un impedimento para la investigación y el desarrollo. De hecho, una consecuencia positiva es que es más probable que los hallazgos se relacionen directamente con la experiencia cotidiana y, por lo tanto, tengan un impacto directo en ella. La atención médica en general también debe depender en gran medida de los datos o la evidencia, ya que las teorías a menudo son vagas o deficientes. La medicina basada en la evidencia es claramente un ejemplo de eso, como su nombre lo indica. Esto se debe principalmente a que la atención médica se lleva a cabo en lo que comúnmente llamamos un sistema sociotécnico complejo.
El ejemplo clásico es el Método Baconiano descrito en Novum Organum de 1620. Este se ha convertido en el método científico estándar, a menudo presentado como «hipótesis-experimento-evaluación». Cuando esto se traduce como «planificar-hacer-verificar», se reconoce fácilmente como la base del más reciente «plan-hacer-estudiar-actuar», el ciclo PDSA o Deming, que es uno de los métodos más utilizados en la gestión de la atención médica. Aunque el PDSA estrictamente hablando es un método para la mejora continua de procesos y productos, la similitud con el método científico general es sorprendente y, por supuesto, no fortuita. Cuando se utiliza en el contexto de la investigación en lugar de «sólo» la mejora de la calidad, es sin embargo útil prestar atención a la advertencia de Deming de que «la experiencia por sí misma no enseña nada … Sin teoría, la experiencia no tiene sentido. Sin teoría, uno no tiene preguntas que hacer. Por lo tanto, sin teoría no hay aprendizaje» (Deming, 1994: 103). Una característica fundamental de las ciencias sociales es que no se ocupan de un tema constituido independientemente que continúa imperturbable independientemente de lo que hagamos. En las ciencias naturales, los científicos tratan de entender y teorizar sobre la forma en que está estructurado el mundo natural.
Las situaciones de la vida son inherentemente dinámicas e intratables como porque la presencia de los humanos como partes del sistema introduce una variabilidad que nunca se puede controlar: la comprensión es bidireccional y el sistema que se está estudiando no es inerte y estable. Lo mejor que se puede hacer es identificar los factores más importantes, ambientales, sociales y humanos, y recopilar datos suficientes para medir su influencia real. El objetivo en realidad no debería ser tener un control completo de la situación, ya que la variabilidad no solo es inevitable, sino también una contribución importante a cómo funciona el sistema.
Los cambios en el sistema se realizan para obtener un conjunto de efectos o consecuencias esperados, a menudo como reacción a algún tipo de evento u ocurrencia no deseado, pero también como parte de los esfuerzos para mejorar el rendimiento del sistema de una manera u otra (seguridad, calidad, eficacia y más). Cuanto más explícita sea la base de los cambios, más detallada puede ser la descripción de las consecuencias. El grado de detalle en la descripción puede ser insuficiente para calificar como la prueba de una hipótesis, pero puede ser suficiente para determinar las condiciones necesarias para hacer observaciones específicas, para identificar los cambios exactamente, tal vez como la preparación para generar hipótesis comprobables en un momento posterior.
Otra propuesta distinta de la ingeniería de resiliencia y Seguridad-II es que el rendimiento resiliente puede describirse como que requiere cuatro potenciales: el potencial para responder, el potencial para monitorear, el potencial para aprender y el potencial para anticipar. Si bien no se presenta formalmente como una teoría, al menos corresponde a un cuasi modelo y tal vez incluso a un modelo genérico de rendimiento resiliente (Hollnagel, 2017). También es la base de un método específico para desarrollar y gestionar los potenciales de resiliencia conocido como la red de Análisis de Resiliencia (RAG).
El análisis de los datos sobre el rendimiento humano que buscamos mejorar en todos los procesos asistenciales, de apoyo, de calidad, de seguridad, de gestión y organización se puede describirse convenientemente en las siguientes cinco etapas:
• Datos brutos. Los datos brutos constituyen la base a partir de la cual se realiza un análisis. Los datos brutos pueden considerarse como los fragmentos de un fenómeno o rendimiento, en el sentido de que los datos brutos no proporcionan en sí mismos una descripción coherente, sino que sirven como los bloques de construcción o fragmentos necesarios para dicha descripción. Los datos brutos constituyen el nivel elemental de datos de Procuring evidence for Resilient Health Care 23 para un conjunto determinado de condiciones. Por lo tanto, el nivel de datos brutos puede variar de un sistema a otro y de una situación a otra.
• Formato de datos intermedio. Este formato representa los resultados del procesamiento inicial de los datos sin procesar, por ejemplo, combinándolos u ordenándolos de alguna manera. En muchos casos, esto hace uso de una línea de tiempo, para proporcionar una explicación coherente de un fenómeno o actuación. Por lo tanto, es una descripción del rendimiento real, pero en los términos de un usuario profesional (experto en el dominio) en lugar de un investigador (experto en análisis), por lo tanto, el lenguaje desde el nivel de datos brutos en lugar de un lenguaje refinado y orientado teóricamente. El paso de los datos sin procesar al formato de datos intermedios es relativamente simple, ya que es más un reordenamiento que una interpretación de los datos sin procesar.
• Datos de eventos categorizados. En esta etapa, el formato de datos intermedios se ha transformado en una descripción de la tarea o el rendimiento utilizando términos y conceptos que reflejan la base teórica para el análisis. Las descripciones de rendimiento aún pueden ordenarse a lo largo de una línea de tiempo que es específica para la situación en cuestión, pero utiliza las categorías relacionadas con conceptos o suposiciones importantes. La transformación cambia la descripción del rendimiento real a una descripción formal del rendimiento durante el evento observado. El paso del formato de datos intermedios a los datos categorizados puede ser bastante elaborado, ya que esencialmente es un análisis teórico del rendimiento real. El énfasis también cambia de proporcionar una descripción de lo que sucedió a proporcionar una explicación también.
• Descripción conceptual. En esta etapa del análisis, la descripción ya no se refiere a una situación particular, sino que está dirigida a presentar las características comunes de una serie de situaciones. La descripción de lo que es común a múltiples actuaciones conduce a una descripción del rendimiento genérico o prototípico. Esto todavía puede ordenarse a lo largo de alguna línea de tiempo, pero la dimensión subyacente se libera de los eventos específicos. El paso de lo formal a lo prototípico suele ser bastante elaborado y requiere de un analista con una experiencia considerable, además de diversas ayudas de traducción especializadas..
• Descripción de la competencia. La etapa final del análisis de datos conecta la descripción conceptual con los antecedentes teóricos. La descripción de la competencia se refiere a los conceptos o ideas básicas, que en el caso de RHC (y la ingeniería de resiliencia) son los potenciales para el rendimiento resiliente, WAD, variabilidad del rendimiento, soluciones, compensaciones, etc. La descripción de la competencia debe ser relativamente independiente del contexto: es la descripción del repertorio conductual de personas y organizaciones independientes de cualquier situación particular, aunque, por supuesto, todavía restringida a ciertas clases de 24 situaciones de Erik Hollnagel. Tan pronto como se proporciona un contexto, la descripción de la competencia puede convertirse en una descripción del rendimiento prototípico y, a la espera de más información y especificación, una descripción del rendimiento típico. Por lo tanto, la descripción de la competencia puede verse como la base para la predicción del rendimiento, por ejemplo, durante el diseño del sistema. Las relaciones entre las cinco etapas se pueden representar como se muestra en la Figura 3.2. La representación utiliza la idea de funciones e ilustra las relaciones entre las etapas (niveles de procesamiento de datos) y las funciones características en el análisis de datos. Todos los estudios descritos en este libro se centran en la «tercera» función, es decir, la identificación de patrones y rasgos típicos. Esto también se puede describir como un análisis temático, que es una forma de análisis común en la investigación cualitativa. Como su nombre lo indica, el análisis temático busca temas o patrones reconocibles en los datos que apuntan a problemas genéricos (nomotéticos), cosas que son comunes a los fenómenos y actuaciones tal como se ven en el rendimiento cotidiano.
El desarrollo de Resilient Health Care, así como de la ingeniería de resiliencia, ha enfatizado o identificado varios fenómenos destacados.
El principal de ellos es la naturaleza del rendimiento diario (WAD), específicamente el uso intencional de ajustes de rendimiento y soluciones alternativas para superar problemas concretos.
En los últimos años, la discusión con médicos, gerentes y responsables políticos sobre los principios de las ingeniería de la resiliencia los ha encontrado muy receptivos a las ideas, pero inseguros sobre cómo aplicarlos en la práctica. Nuestra opinión es que, a menos que se pueda demostrar que los principios como de las energías renovables mejoran la calidad de la atención, con una orientación clara sobre su aplicación práctica, las ideas no se adoptarán en la práctica. Esperamos que los resultados del estudio general (a principios de 2017) nos permitan ampliar y desarrollar el marco teórico basado en la experiencia práctica de la implementación de un enfoque de resiliencia para la mejora de la calidad. Los objetivos del estudio fueron investigar los procesos organizativos desde una perspectiva de resiliencia y, sobre la base de los hallazgos, diseñar e implementar intervenciones para aumentar la calidad y la seguridad de la atención.
En este estudio se definió una perspectiva de resiliencia como un enfoque en los conceptos teóricos clave de RE: variabilidad en el entorno, adaptaciones realizadas para hacer frente a la variabilidad, compensaciones de objetivos y variabilidad en los resultados (Hollnagel, Wears y Braithwaite, 2015). En particular, queríamos comprender cómo la resiliencia permite respuestas adaptativas y afecta los resultados. La resiliencia se puede definir como «la capacidad del sistema de atención médica (una clínica, una sala, un hospital, un país) para ajustar su funcionamiento antes, durante o después de eventos (cambios, perturbaciones y oportunidades), y por lo tanto mantener las operaciones requeridas en condiciones esperadas e inesperadas» (Wears, Hollnagel y Braithwaite, 2015a, p. xvii).
Es importante señalar que esta definición enfatiza que la resiliencia es una capacidad de adaptación, más que un estado del sistema. Se cree que la capacidad de adaptación está respaldada por cuatro habilidades que permiten un desempeño resiliente: responder a los problemas, monitorear el estado del sistema de trabajo, anticipar desarrollos futuros y aprender de experiencias anteriores (Hollnagel, 2009b).
Razonamos que en una organización compleja es probable que la capacidad de adaptación se distribuya de manera compleja a través de diferentes funciones y actividades de atención médica, lo que dificulta la observación directa. No está codificado ni es descriptible en términos de una sola persona, rol, proceso o unidad, pero es probable que el desempeño resiliente sea observable cuando se logran buenos resultados a pesar de las presiones y dificultades. Nuestra perspectiva ontológica de la naturaleza de la resiliencia sugirió que el estudio de la resiliencia requeriría una comprensión sutil, matizada y profunda del entorno clínico. Esta postura ontológica dio forma a nuestra visión de qué datos serían de valor para arrojar luz sobre la resiliencia o, en otras palabras, nuestra epistemología.
Estudiar la resiliencia, para nosotros, implicaría estudiar el mundo social de la clínica, cómo los actores dan sentido a su entorno y toman medidas sobre la base de su comprensión. Por lo tanto, utilizamos un enfoque ampliamente interpretativo para comprender el mundo clínico utilizando la comprensión de los participantes de su entorno y nuestra propia comprensión de la resiliencia (Ritchie et al., 2013). Este enfoque interpretativo se complementó con una estrategia combinada inductiva/deductiva para la recopilación y el análisis de datos. La adopción, a priori, de un marco de conceptos amplios de ER fue necesaria para interpretar las actividades del trabajo clínico cotidiano y generar información sobre la resiliencia del sistema. Por lo tanto, la deducción se combinó con la inducción en las fases de recopilación, análisis e interpretación de los datos. Aunque algunos relatos de procesos científicos consideran que la inducción y la deducción son mutuamente excluyentes, existe una creciente conciencia de la necesidad de emplear ambos para tratar de comprender fenómenos complejos (por ejemplo, véase Langley, 1999; Wallace et al., 2003).
En un estudio que se llevó a cabo en la dirección de medicina emergencia en un gran hospital universitario de Londres. La unidad consta de tres salas con una Ingeniería de Resiliencia para la mejora de la calidad, estructura de gestión general y se especializa en la atención de personas mayores con afecciones crónicas y comorbilidades múltiples, la mayoría de las cuales ingresan a través del Departamento de Emergencias del hospital. La OPU cuenta con un equipo multidisciplinario de médicos, enfermeras, terapeutas ocupacionales, fisioterapeutas y asistentes de atención médica que brindan la mayor parte de la atención personal de enfermería.
El trabajo de campo se llevó a cabo en los tres sitios de la unidad. Fuentes de datos La aprobación ética para la etapa exploratoria del estudio se obtuvo del comité de ética de la Universidad. Inicialmente cubría solo la primera fase de observaciones y entrevistas, con el requisito de presentar una nueva solicitud cuando se conocieran los detalles de las intervenciones. La investigación comenzó con observaciones generales de la organización de la unidad y su estructura y funciones.
Los investigadores inicialmente se estacionaron en el centro de cada sala desde donde podían observar las actividades. Después de familiarizarse, siguieron al personal clínico mientras realizaban su trabajo diario e interactuaron con ellos de forma natural a medida que surgía la oportunidad.
En todos los casos se tuvo cuidado de evitar invadir procedimientos íntimos o presenciar intercambios confidenciales entre el personal y los pacientes.
De acuerdo con el enfoque formativo, el enfoque de las observaciones se refinó gradualmente a medida que aumentaba la familiaridad con el entorno y se desarrollaban las relaciones con el personal..
Durante las primeras etapas de la reunión de datos, se identificaron los principales mecanismos de coordinación dentro de la OPU, incluidas las reuniones de equipos multidisciplinarios, las rondas de juntas, las rondas de barrio, las reuniones de personal y las entregas.
La observación se amplió para incluir estas actividades.
Al mantener una presencia constante en el departamento, los investigadores se hicieron bien conocidos por el personal y los pacientes y pudieron desarrollar un alto nivel de familiaridad con el entorno clínico.
En total, se realizaron 50 horas de observación formal. También se realizaron entrevistas con una variedad de personal de diferentes disciplinas y niveles de antigüedad en las que se pudieron explorar y aclarar los problemas identificados en las observaciones o en la literatura de ER. Se realizaron catorce entrevistas semiestructuradas. Recopilación de datos Las relaciones de investigación existentes entre los miembros del equipo de investigación y el personal clave de la OPU fueron cruciales para facilitar el acceso a los sitios de estudio.
El equipo de investigación incluye médicos de los entornos del estudio, y esto fue esencial para permitir a los investigadores acceder a los entornos y también para crear conciencia sobre el estudio y obtener el apoyo de otras partes interesadas clave. Los miembros clínicos del equipo de investigación también ayudaron a comprender los datos recopilados y refinar el enfoque del estudio. En el curso de recopilación de datos de Janet E. Anderson et al., y en foros formales, el equipo de investigación ha tenido contacto con miembros de alto rango del hospital y, como resultado, el estudio tiene un alto perfil dentro de la organización. Esto significa que hay apoyo para los objetivos del estudio y las posibles intervenciones, que serán útiles en la implementación. Dos investigadores (MD y JB) que trabajan a tiempo completo recopilaron todos los datos. Extensas notas de campo, incluyendo reflexiones sobre las experiencias de los investigadores, se hicieron a mano durante las observaciones. Estos se transcribieron y ampliaron después de la sesión de observación y se guardaron electrónicamente utilizando un software de archivo. Las entrevistas semiestructuradas se realizaron con una guía temática y se grabaron electrónicamente. Los datos de la entrevista fueron transcritos profesionalmente. Análisis de datos El estudio generó una gran cantidad de datos cualitativos y el desafío fue identificar una forma de capturar las características importantes de la resiliencia organizacional y organizarla de una manera coherente y significativa. El análisis fue un proceso extendido de varias fases como se describe a continuación. Identificación de temas El objetivo del primer paso fue identificar las principales características de la resiliencia en cada entorno mediante un proceso inductivo basado en datos. El equipo de investigación ampliado se reunió muchas veces para reflexionar y discutir los datos en bruto y familiarizarse con ellos. Se realizó un análisis temático de grano grueso para identificar las principales características de los datos. Se identificó una estructura temática tentativa a través de la discusión y esto se probó con los datos utilizando la función de búsqueda en el software de análisis para recuperar datos relevantes (por ejemplo, buscar el término alta para recuperar datos relevantes sobre la planificación del alta). Luego, el equipo de investigación revisó el datos recuperados para cada tema para determinar si los datos eran coherentes y que el nombre del tema resumía adecuadamente los datos. Este proceso se repitió varias veces hasta que los temas identificados fueron coherentes e informativos.
Se identificaron seis temas generales que capturaron aspectos importantes del trabajo en la OPU. Fueron: revisión del desempeño y aprendizaje, planificación del alta y reuniones de equipo multidisciplinario, servicios familiares y sociales, roles del personal y coordinación de tareas clínicas, prestación de atención e interrupciones agudas.
Narrativas de resiliencia
Se escribió una narrativa de resiliencia para cada uno de los seis temas. Los métodos narrativos de análisis de datos e informes se utilizan a menudo cuando el objetivo es dar sentido a un proceso complejo. Los relatos narrativos tienen una estructura de Ingeniería de resiliencia para la mejora de la calidad que es cronológica, pero no lineal. Describen trayectorias de acción (Greenhalgh, Russell y Swinglehurst, 2005) incrustadas en el contexto social y organizativo en el que se producen. Los eventos y las acciones están vinculados para explicar y dar sentido a las acciones. Las narrativas de resiliencia son descripciones extendidas de los datos para cada tema, respondiendo a las preguntas: ¿cómo se organiza el trabajo (por ejemplo, en relación con el alta o la interacción con la familia), qué varía, por qué y cómo se logran los resultados? Escribir las narrativas requirió cierta interpretación, pero las cuentas se mantuvieron lo más cerca posible de los datos.
En su conjunto, las narrativas de resiliencia proporcionaron una descripción ampliada de cómo funciona la OPU, organizada por las características que son importantes para la resiliencia. . Revisión y validación Las narrativas fueron revisadas por el equipo de investigación ampliado, incluidos los médicos con conocimiento de los principios de OPU y RE (AH). Se instruyó a los revisores para que revisaran las narrativas en busca de exactitud y omisiones y que proporcionaran interpretaciones alternativas o complementarias si era apropiado. Después de la discusión, las narrativas se modificaron para reflejar la comprensión actualizada de los datos.
Mapeo a la teoría
El objetivo de este paso en el análisis fue vincular los datos a los conceptos de RE utilizando un enfoque deductivo. Las narrativas de resiliencia se codificaron utilizando los siguientes temas derivados de la teoría RE.
• Desalineaciones entre demanda y capacidad o presiones.
• Variabilidad: ¿qué varía y por qué?
• Adaptaciones: ¿cómo responden las personas a las presiones y la variabilidad?
• Compensaciones de objetivos y priorización de decisiones.
• Anticipación: ¿cómo se planifican los desarrollos futuros?
• Monitoreo: ¿cómo se monitorea el estado del sistema y se identifican los problemas?
• Responder: ¿quién responde a los problemas y qué hacen?
• Aprendizaje: ¿cómo se captura, analiza y utiliza la experiencia previa para el aprendizaje?
Luego se produjeron resúmenes extendidos que describían los temas teóricos para cada narrativa. Identificación de intervenciones de mejora de la calidad
El propósito de este trabajo es ilustrar el vínculo lógico entre los datos recopilados, el proceso de análisis y la intervención final propuesta. Aunque nos centramos en un subconjunto de los datos con fines ilustrativos, es importante tener en cuenta que durante el proceso de análisis las viñetas aisladas no se sacaron de contexto ni se consideraron solas. Los datos siempre se analizaron en el contexto de los hallazgos generales del estudio para evitar el riesgo de extrapolar a partir de instancias individuales que no representaban el entorno de trabajo con precisión. La planificación del alta se llevó a cabo en reuniones regulares del equipo multidisciplinario (MDT). Las reuniones formales de MDT dirigidas por consultores se llevaron a cabo regularmente los días de semana para reunir a los grupos de personal para discutir pacientes individuales y planificar el alta oportuna y segura. Las reuniones proporcionaron un foro para que el personal discutiera la atención al paciente y desarrollara una comprensión compartida de los objetivos y el progreso de cada paciente. Cada grupo disciplinario aportó ideas que no estaban disponibles para el resto del equipo. Por ejemplo, los fisioterapeutas contribuyeron con información sobre los problemas de movilidad y los terapeutas ocupacionales tenían información sobre las necesidades de atención social. Se esperaba que los funcionarios se prepararan para esas reuniones y asistieran a ellas, y en la reunión se asignaron tareas para cada grupo de personal. De las notas de campo observacionales quedó claro que la planificación del alta era difícil y consumía mucho tiempo debido a la necesidad de coordinar muchas prioridades y recursos diferentes y al estado fisiológico cambiante del paciente. Los siguientes extractos de las notas de campo ilustran algunos de los desafíos. Consulta sobre por qué un paciente en particular no se fue a casa según lo planeado. Charlas entre el equipo de fisioterapia y los médicos junior. Fecha estimada de descarga (EDD) modificada en pizarra. Paciente dado de alta pero sin familia en casa, esto causa estrés para una enfermera del personal que no estaba al tanto de la situación..
El análisis mostró que los conceptos de RE más relevantes para el proceso de descarga fueron:
• Desajustes entre la demanda de servicios después del alta y la disponibilidad de esos servicios.
• Variabilidad debido a factores individuales del paciente, como la disponibilidad de cuidadores, las preferencias personales y el entorno del hogar.
• Las compensaciones de objetivos ocurrieron constantemente. Por ejemplo, dar de alta a un paciente, incluso si no está completamente listo, puede ser necesario debido a un brote de infección en la sala, o la estadía puede extenderse debido a las preocupaciones sobre la seguridad en el hogar, o el alta puede acelerarse para que los pacientes no se mantengan en el fin de semana (cuando no se producen altas).
• El seguimiento del proceso de aprobación de la gestión fue difícil porque no hay ningún artefacto que documente el progreso que se comparta entre los diferentes grupos de personal. Hay una pizarra blanca con una fecha de alta propuesta para cada paciente pero esta no muestra tareas o acciones pendientes y quién es responsable de ellas y no siempre está al día.
Conclusiones:
El enfoque de la ingeniería de la resiliencia, o cómo hacer bien las cosas siempre, en situaciones cambiantes y tensas, debe aplicarse a todos los aspectos que reconocemos como parte de la seguridad de los pacientes, en La identificación, la señalización, el manejo de vías, evitar errores de medicación, evitar caídas, lavado de manos, prevención de escaras, de tromboembolismo pulmonar, la cirugía segura, la seguridad anestésica, obstétrica, en las unidades de cuidados intensivos, el monitoreo, check list quirúrgico, bundle de asistencia respiratoria mecánica, de colocación de vías centrales, cuidado de efectos personales, continuidad de atención, mejora en la transición de cuidados y en la comunicación especialmente pase de guardia, actividades de mutuo control médico, prescribir en función de evidencia científica, generar una cultura organizacional por la seguridad y compromiso gerencial.
A nivel práctico, las organizaciones de atención médica deben ser más proactivas y más conscientes de la forma en que gestionan la seguridad. Ser más proactivo requiere asumir una mayor responsabilidad en las mejoras de seguridad y depender menos de los objetivos y conductores establecidos externamente. Ser más consciente implica que las organizaciones de atención médica deben tener conciencia y apoyar la contribución positiva de las compensaciones que los profesionales de la salud deben hacer a diario.
Si bien el caso Safety-II podría no convertirse, y probablemente no debería, en un instrumento regulador, se podría ganar mucho si se contara con la aceptación y el apoyo reglamentarios.
Las organizaciones de atención médica requieren garantías de que no serán penalizadas por exponer vulnerabilidades en su sistema y por invertir recursos en comprender y apoyar la variabilidad del rendimiento en lugar de cumplir con los objetivos estáticos relacionados con el rendimiento.
Tanto los proveedores de servicios de atención sanitaria como los organismos reguladores requieren educación sobre los principios de la atención sanitaria resiliente, así como sobre la gestión proactiva de la seguridad en general. Las partes interesadas requieren acceso a ejemplos prácticos y orientación que tenga en cuenta las características específicas de la atención médica como industria. Además, existe una necesidad urgente de más evidencia empírica de la efectividad de los enfoques de atención médica resilientes en la práctica.
Recientemente, ha habido informes de niños con una forma aguda grave de hepatitis en el Reino Unido, Europa, los Estados Unidos, Israel y Japón.1 La mayoría de los pacientes presentan síntomas gastrointestinales y luego progresan a ictericia y, en algunos casos, insuficiencia hepática aguda. Hasta ahora, no se han encontrado exposiciones ambientales comunes, y un agente infeccioso sigue siendo la causa más plausible.
Los virus de la hepatitis A, B, C, D y E no se han encontrado en estos pacientes, pero el 72% de los niños con hepatitis aguda grave en el Reino Unido que se sometieron a pruebas de adenovirus tenían un adenovirus detectado, y de los 18 casos subtipados en el Reino Unido, todos fueron identificados como adenovirus 41F.1,2
Este no es un subtipo infrecuente, y afecta predominantemente a niños pequeños y pacientes inmunocomprometidos. Sin embargo, hasta donde sabemos, no se ha informado previamente que el adenovirus 41F cause hepatitis aguda grave. El SARS-CoV-2 se ha identificado en el 18% de los casos notificados en el Reino Unido y en 11 (11%) de los 97 casos en Inglaterra con datos disponibles que dieron positivo al SARS-CoV-2 al ingreso; otros tres casos habían dado positivo dentro de las 8 semanas anteriores al ingreso.2
Es probable que las pruebas serológicas en curso arrojen un mayor número de niños con hepatitis aguda grave e infección previa o actual por SARS-CoV-2. Se informó que once de los 12 pacientes israelíes habían tenido COVID-19 en los últimos meses,3 y la mayoría de los casos reportados de hepatitis fueron en pacientes demasiado jóvenes para ser elegibles para las vacunas COVID-19. La infección por SARS-CoV-2 puede dar lugar a la formación de reservorios virales.4
La persistencia viral del SARS-CoV-2 en el tracto gastrointestinal puede conducir a la liberación repetida de proteínas virales a través del epitelio intestinal, dando lugar a la activación inmune.5 Dicha activación inmune repetida podría estar mediada por un motivo de superantígeno dentro de la proteína espiga del SARS-CoV-2 que se asemeja a la enterotoxina estafilocócica B,6 desencadenando una activación amplia e inespecífica de las células T. Esta activación de células inmunes mediada por superantígenos se ha propuesto como un mecanismo causal del síndrome inflamatorio multisistémico en niños.4,7 Se ha notificado hepatitis aguda en niños con síndrome inflamatorio multisistémico, pero no se investigó la coinfección de otros virus.8
Planteamos la hipótesis de que los casos recientemente notificados de hepatitis aguda grave en niños podrían ser una consecuencia de la infección por adenovirus con trofismo intestinal en niños previamente infectados por SARS-CoV-2 y portadores de reservorios virales (apéndice). En ratones, la infección por adenovirus sensibiliza al shock tóxico posterior mediado por estafilococosenterotoxina B, lo que lleva a insuficiencia hepática y muerte.9
Este resultado se explicó por el sesgo inmune tipo 1 inducido por adenovirus, que, tras la posterior administración de enterotoxina B estafilocócica, condujo a una producción excesiva de IFN-γ y IFN-γ -apoptosis mediada de hepatocitos.9 Traducido a la situación actual, sugerimos que se investigue a los niños con hepatitis aguda por persistencia del SARS-CoV-2 en las heces, sesgo del receptor de células T y regulación al alza del IFN-γ , ya que esto podría proporcionar evidencia de un mecanismo de superantígeno del SARS-CoV-2 en un huésped sensibilizado al adenovirus-41F. Si se encuentra evidencia de activación inmune mediada por superantígenos, se deben considerar terapias inmunomoduladoras en niños con hepatitis aguda grave.
Este trabajo me interesó por la importancia capital del liderazgo en la microgestión, para administrar mejor los recursos de diagnóstico y tratamiento y disminuir variabilidad, aumentar la apropiabilidad, el choosing wisely. Como logramos la comprensión y voluntad del cambio fundamentalmente en los médicos, generar capacidad de involucramiento de las partes interesadas, sacar a la organización del estancamiento, de la apatía, de la depresión, intentar trasponer las fronteras, implementar el cambio y que se hagan protagonistas, es lo más complejo, que los cambio lleguen a las personas. Asumir los riesgos para que los cambios lleguen a las personas.
Introducción
El objetivo de este estudio es desarrollar un modelo de resultado conceptualmente sólido para el desarrollo del liderazgo clínico (CL) en la atención médica, vinculando el aprendizaje profesional individual y el cambio organizacional.
El CL de los médicos de primera línea a menudo se ofrece como una solución a los desafíos de atención médica en todo el mundo. Sin embargo, hay una escasez de evidencia rigurosa de la efectividad del desarrollo de CL, o teorías que lo respalden. Es importante destacar que la literatura actualmente carece de modelos de resultados sólidos para el desarrollo de CL, lo que impide evaluaciones de impacto sólidas.
Métodos
Este estudio de métodos mixtos integrados secuenciales de múltiples fuentes se basa en el análisis sistemático del contenido de los documentos de política del NHS y los datos empíricos de un estudio de evaluación del programa CL: análisis factorial exploratorio (EFA) de las respuestas a la encuesta de 142 participantes y análisis cualitativo temático de 30 entrevistas en profundidad a los participantes en seis cohortes. A través de la integración de los hallazgos de los tres análisis, examinamos: (a) los resultados organizacionales esperados de CL, (b) los resultados de aprendizaje individuales del desarrollo de CL, y (c) los mecanismos que vinculan los dos.
Resultados
El análisis de políticas identificó tres soluciones deseadas a los problemas clave de salud que se espera que CL ofrezca: Acelerar las buenas prácticas, Colaboración y diálogo interprofesional, y Cambio y transformación. La triangulación de los resultados de la EPT con el análisis cualitativo produjo cinco constructos de resultados individuales: autoeficacia, participación de las partes interesadas, agencia, experiencia en el cruce de límites y voluntad de asumir riesgos y aprender de los riesgos y fracasos. Un análisis cualitativo adicional descubrió mecanismos clave que vinculan los resultados individuales con los cambios organizacionales deseados.
Discusión
A pesar de las importantes inversiones en el desarrollo de CL en el Reino Unido y en todo el mundo, la ausencia de modelos de resultados conceptualmente sólidos y operacionalmente específicos que vinculen el impacto individual y organizacional impide evaluaciones rigurosas de la efectividad del programa. Nuestro estudio desarrolló un nuevo modelo de resultados individuales y organizacionales que incluye una teoría del cambio para el liderazgo clínico. Nuestros hallazgos contribuyen aún más a la teoría del aprendizaje profesional en entornos médicos al conceptualizar y operacionalizar los mecanismos que operan entre los resultados de aprendizaje individuales y organizacionales.
Desarrollo:
Los sistemas de salud de todo el mundo se enfrentan a importantes desafíos relacionados con la creciente complejidad de los problemas clínicos y la financiación, organización y calidad de la atención sanitaria.
El liderazgo clínico se refiere al liderazgo de los médicos en el contexto de sus roles clínicos (en lugar de reemplazar la práctica clínica con puestos de gestión formales). 1 Esto implica ampliar las funciones, la formación y las competencias existentes de los médicos. Muchos países ahora tienen marcos nacionales de liderazgo clínico para médicos, como el Marco de Competencias de Liderazgo Médico (MLCF) del Reino Unido,6 CanMEDS en Canadá7 y el marco Health LEADS Australia. 8, 9 En los Estados Unidos, aunque no es un requisito del Consejo de Acreditación para la Educación Médica de Posgrado (ACGME), la capacitaciónen liderazgo se ha destacado como clave10 y se ha incorporado cada vez más en los programas de educación médica de posgrado11, 12 con desarrollos similares que tienen lugar en toda Europa. 13–15 También se ha identificado recientemente la necesidad de prestar atención al desarrollo del liderazgo clínico de los médicos en América Latina16 y en los países de ingresos bajos y medios del Sur Global. 17–19
Rosenman et al27 concluyen que «[determining best practices in leadership training se confunde por la variabilidad en las definiciones de liderazgo, la ausencia de marcos de apoyo y la escasez de evaluaciones sólidas». A pesar de la dificultad de evaluar experimentalmente el impacto más amplio de las intervenciones complejas de desarrollo profesional, la evaluación del desarrollo del liderazgo clínico, se enfrenta a un desafío más fundamental: ¿qué es el «liderazgo clínico» como el resultado deseado? En su estudio experimental del desarrollo del liderazgo clínico, Lornudd et al34 destacaron la ausencia de medidas de resultado adecuadas para evaluar el impacto del desarrollo profesional del liderazgo clínico. Una revisión reciente de los instrumentos para evaluar el desarrollo del liderazgo clínico apoya esta observación. 35 La ausencia de medidas apropiadas refleja una falta más amplia de claridad conceptual sobre lo que significa el liderazgo clínico, identificada en varias revisiones1, 2, 27, 28 como que impide una investigación empírica acumulativa rigurosa. Para desarrollar claridad conceptual y construcciones sólidas de liderazgo clínico, las revisiones sistemáticas han pedido una variedad de métodos, incluidos estudios en profundidad. 1, 2, 28
Las teorías de liderazgo clínico también pueden carecer de especificidad operativa. La literatura de liderazgo clínico discute el liderazgo transformacional,3,4,41,42 auténtico,4,42 compartido3,4,43;distribuido,3,42,44 y colaborativo o colectivo,45,46 todos destacando la necesidad de mirar más allá del individuo. Al igual que los modelos de liderazgo, tales nociones pueden ser útiles para las discusiones en el lugar de trabajo. Sin embargo, gran parte de la literatura sobre estos conceptos consiste en informes y documentos de discusión, con pocos estudios empíricos sistemáticos, mientras que muchos programas de desarrollo de liderazgo no incorporan tales teorías. 1, 2, 27 Gronn47 ha descrito tales teorías como formas de caracterizar el liderazgo de una organización en lugar de como modelos. Para evaluar el desarrollo del liderazgo clínico, necesitamos un modelo conceptualmente integrado que vincule las competencias y los comportamientos con los resultados organizacionales y tenga una especificidad operativa que permita estudios empíricos. A continuación, revisamos los estudios empíricos de liderazgo clínico para identificar patrones que podrían informar dicho modelo.
Resultado
Evidencia del impacto del desarrollo del liderazgo clínico en los resultados de aprendizaje individuales
Evidencia de vínculo con mejoras organizacionales
Conocimiento y actitudes hacia los problemas organizacionales
Se ha descubierto que el desarrollo del liderazgo clínico mejora: Conocimiento de los participantes y comprensión de cómo funciona la atención médica (incluidas las finanzas)2, 28, 29, 31, 36, 73–75, 77; El sentido de empoderamiento de los participantes en sus trabajos y un cambio de mentalidad en la forma en que los participantes vieron su papel en la mejora del servicio2, 28 , 29, 36, 74–78; confianza en sí mismos de los participantes como líderes14, 28, 29, 31
El conocimiento de las finanzas y cómo funciona la organización es esencial para el liderazgo clínico con el fin de ofrecer atención clínica de manera efectiva dentro de los recursosexistentes 24, 49 Motivación y compromiso de los médicos para contribuir activamente a la mejora organizacional dentro de sus roles clínicos vinculados con el desempeño organizacional en la investigación exploratoria79–81
Capacidad para liderar a otros
Se ha descubierto que el desarrollo del liderazgo clínico mejora: Capacidad de los participantes para trabajar y dirigir a otros2, 13, 28, 31, 36, 73–77, 82 Y su capacidad para plantear cuestiones de manera efectiva2,28,73,76,82
Estilos de liderazgo orientados a las relaciones con los demás efectivos en los resultados clínicos83
Capacidad para establecer contactos con otros
Se ha descubierto que el desarrollo del liderazgo clínico mejora: Capacidad de los participantes para involucrar a las partes interesadas2 , 28, 36, 74, 77, 78
Reducir la resistencia entre los médicos a comprometerse con el manejo es importante para una colaboración efectiva48; Se ha comprobado que la experiencia en colaboración es específica del dominio84, lo que sugiere que el desarrollo de competencias de colaboración entre dominios puede apoyar los resultados de la organización
La síntesis de la evidencia encontró que obtener conocimiento organizacional puede no motivar a los médicos a involucrarse con los problemas organizacionales. La investigación que investiga las condiciones de un cambio profesional y organizativo exitoso ofrece más información sobre dichos mecanismos. La investigación de aprendizaje profesional de entornos educativos y clínicos sugiere que la autoeficacia (la creencia de los profesionales en su capacidad para manejar eficazmente los desafíos relacionados con el liderazgo, incluidas las creencias automotivacionales) es una dimensión clave,51, 52 con una mayor autoeficacia de los profesionales que permite un mayor compromiso y perseverancia. 53 Esto se vincula con la agencia: la «posibilidad y la voluntad de los participantes de impactar (y eventualmente transformar) la actividad en la realización de la cual están comprometidos». 54 La investigación ha encontrado que cuando se enfrentan a desafíos, los profesionales a menudo se definen a sí mismos como no agentes en sus actividades profesionales, enmarcando el cambio líder en su práctica como fuera de su alcance. 55 Estos conceptos ayudan a explicar por qué las organizaciones de los participantes no se benefician automáticamente del desarrollo del liderazgo clínico.
Además, la investigación muestra que la colaboración efectiva a través de los límites profesionales requiere una capacidad para trabajar más allá de esos límites. 56 Los nuevos conocimientos deben ser analizados y adaptados por los médicos. 57–59 Más que la apropiación de los conocimientos/competencias de otros grupos profesionales (como la gestión), los profesionales deben llegar a comprender y trabajar productivamente con las perspectivas/motivos de los demás, para desarrollar un conocimiento común. 60 La investigación sobre liderazgo clínico sugiere que el desarrollo de este conocimiento común requiere un esfuerzo decidido: cuando los médicos y los gerentes no clínicos trabajan juntos sin una apreciación del conocimiento del otro y los objetivos compartidos, los abismos entre sus perspectivas y prioridades se intensificarían en lugar de disminuir. 24 Por último, la transformación es arriesga y no se Asienta fácilmente con los sistemas de salud con aversión al riesgo y alta responsabilidad. 61
Para concluir, superar la resistencia a la participación en el liderazgo / gestión y las dificultades de la colaboración interprofesional puede requerir un enfoque en la autoeficacia y el sentido de agencia de los médicos, comprometerse y comprender las perspectivas y motivos de los demás, y abordar el riesgo.
3.3.1 Conocimiento/Comprensión y Mentalidad
Las entrevistas respaldan aún más la importancia del conocimiento sobre cómo funcionan las organizaciones de salud como parte de los resultados del desarrollo del liderazgo. Ampliando esto a través de los datos de la entrevista, sugerimos que se trata de lo que la literatura de aprendizaje profesional llama autoeficacia:la creencia de los profesionales en su capacidad para manejar eficazmente los desafíos relacionados con el liderazgo, incluidas las creencias automotivacionales 73, 74
3.3.2 Capacidad para involucrar a las partes interesadas
Las entrevistas amplían la comprensión de la capacidad de desarrollo de los líderes clínicos para involucrar a las partes interesadas. Más allá del cómo involucrar y liderar a otros, de nuestro análisis surgió una imagen más compleja de involucrar a otros en el liderazgo. Sugiere que el compromiso efectivo de los demás involucra al Quién (fuentes de conocimiento / apoyo / resistencia, o personas que simplemente deben estar informadas), Cuándo (al principio o justo a tiempo), Qué (experiencia / ideas de otros) y Por qué (obtener apoyo, obtener información, evitar la resistencia, evitar el hacinamiento). Como esto sugiere una visión ampliada del mismo fenómeno subyacente, conservamos el nombre «Involucrar a las partes interesadas» para la dimensión.
3.3.3 Voluntad y capacidad para trabajar a través de las fronteras
Las entrevistas apoyan la comprensión conceptual de la encuesta destacando la confianza para expresar los propios puntos de vista con colegas de más alto nivel y otros grupos profesionales. Esto es distinto de involucrar a las partes interesadas: no se trata solo de aprovechar el apoyo y la experiencia de los demás para los propios objetivos, sino también de trabajar a través de las fronteras y expandir los objetivos compartidos. Basándose en la literatura, llamamos a esto experiencia de cruce de fronteras.
3.3.4 Efectuar el cambio
Las entrevistas apoyan la centralidad de la capacidad de los profesionales para influir en la toma de decisiones y efectuar cambios en sus organizaciones para el desarrollo del liderazgo clínico. Además, sugieren que no se trata de «dar poder a las personas, sino mostrarles que sí lo tienen», lo que lleva al empoderamiento. Sugerimos que esto resuena con lo que la literatura llama agencia.
3.3.5 Disposición a asumir riesgos para efectuar el cambio
Las entrevistas amplían la comprensión de la creciente disposición de los participantes a asumir riesgos personales / reputacionales para lograr un cambio en la práctica clínica: nuestro análisis de entrevistas ofrece más detalles, lo que sugiere que esto implica aprender a diferenciar entre riesgo personal / reputacional y riesgo de seguridad del paciente, la oportunidad de (practicar) tomar riesgos personales / reputacionales y aprender que / cómo se aprende de los fracasos. Llamamos a este resultado voluntad de asumir riesgos y aprender de los riesgos y fracasos.
3.4 Mecanismos: Vínculos con los resultados de la organización
La pregunta final es si, y cómo, estas construcciones de resultados están vinculadas con los resultados organizativos deseados sugeridos por el análisis de políticas. La Figura 2 ilustra los mecanismos que vinculan los resultados del desarrollo del liderazgo clínico con los resultados organizacionales deseados identificados en los documentos de política.
La cancelación de la operación en el día previsto de la cirugía afecta la eficiencia de la sala de operaciones, lo que genera una pérdida financiera significativa para el costo del paciente, el hospital y la atención médica de un país en general. Este metanálisis sistemático tenía como objetivo proporcionar evidencia sobre la prevalencia global y los determinantes de la cancelación de casos en el día previsto de la cirugía.
La sala de operaciones (OR) es el centro financiero del hospital [ [3] , [4] , [5] , [6] , [7] ] que puede generar entre el 40 % y el 50 % de los ingresos del hospital y entre el 60 % y el 70 % de los ingresos del hospital [ 8 ] con un costo promedio de 15 a 50 dólares estadounidenses por minuto [ 3 , [9] , [10] , [11] , [12] , [13] , [14] ].
La cancelación de la operación en el día previsto de la cirugía afecta la eficiencia del quirófano, reduce la utilización del tiempo del quirófano y desperdicia recursos, lo que genera una pérdida financiera significativa para el hospital del paciente y el costo de la atención médica de un país en general [ [2] , [3] , [4] , [5] , [6] , [7] , [9] , [10] , [11] , [12] , [13] , [14] , [15] , [16] , [ 17] ].
La cancelación de la operación es la causa principal que disminuye la eficiencia del quirófano, lo que tiene un gran impacto en el paciente, el personal, el hospital y la prestación de atención médica [ 2 , 5 , [9] , [10] , [11] , [12] , [14 ] ] , [15] , [16] , [17] ]. La medida de la eficiencia del quirófano es un tema controvertido, pero los estudios informaron que el centro quirúrgico con una tasa de cancelación de menos del 5% se consideró eficiente [ 2 , 8 , 18 , 19 ].
La incidencia de cancelaciones es muy alta y varía según el entorno hospitalario, la cultura y el nivel socioeconómico de la nación. La tasa de cancelación en el país desarrollado osciló entre el 2 y el 40 % [ 2 , 9 , 12 , [20] , [21] , [22] ] mientras que esta tasa llega al 73 % en los países de ingresos bajos y medios[ 4 , 7 , 15 , [22] , [23] , [24] , [25] , [26] ]. Los estudios informaron que más del ochenta por ciento de las cancelaciones eran evitables, mientras que solo el veinte por ciento de las cancelaciones eran inevitables [3 , 10 , [14] , [15] , [16] , 19 , 22 , [27] , [28] , [29] , [30] , [31] , [32] , [33] ].
Los estudios descubrieron muchas razones para la cancelación de la operación en el día previsto de la cirugía que se incluyeron en dos categorías más amplias como factores relacionados con el paciente, como un cambio en la condición médica, no presentarse, no asistir, negarse a dar consentimiento informado e instalaciones. factores relacionados como la falta de una cama, tiempo de operación, equipo, evaluación inadecuada, falta de disponibilidad del personal y otros [ 2 , 3 , 5 , 6 , 10 , 17 , [34] , [35] , [36] , [37] , [38] , [39] , [40] , [41] , [42], [43] , [44] ].
Un estudio de cohortes realizado por Wong et al. en el Reino Unido entre 14.936 pacientes mostró que el 33,3% de los pacientes fueron cancelados debido a un cambio en la condición médica, mientras que el 31% fueron cancelados debido a la capacidad insuficiente de la cama [ 18 ]. Otro estudio realizado en EE. UU. por Smith et al. también mostró que el 51% de los pacientes fueron cancelados porque no eran aptos para la anestesia [ 20 ].
Un estudio realizado en Oriente Medio por Morris et al. entre 760 pacientes descubrió que el 67% de los pacientes fueron cancelados debido a factores relacionados con el paciente [ 2 ]. Un estudio de Brasil por Pinheiro et al. reveló que el 61,2% de los pacientes fueron cancelados debido a factores relacionados con las instalaciones [ 45 ].
Un estudio transversal prospectivo realizado en Etiopía por Desta et al. mostró que la mayoría de los casos (35,8%) fueron cancelados porque los cirujanos no estaban disponibles [ 15 ]. Un estudio realizado en Nigeria mostró que el 60,8% de los casos fueron cancelados porque no estaban disponibles (no-show) [ 46 ].
El cuerpo de evidencia mostró que la cancelación del paciente en el día previsto de la cirugía se asocia con un impacto psicosocial y económico significativo en los pacientes y sus familias. Además, afecta la prestación de servicios de salud y los ingresos del hospital, lo que implica estrategias de mitigación para evitar cancelaciones quirúrgicas evitables. Por lo tanto, esta revisión sistemática y metanálisis tuvo como objetivo proporcionar evidencia sobre la prevalencia global y los determinantes de la cancelación de casos en el día previsto de la cirugía.
2 . Objetivo y preguntas de investigación.
2.1 . Objetivo
El objetivo de esta revisión sistemática y metanálisis fue investigar la prevalencia global, los determinantes y los resultados de la cancelación de casos en el día previsto de la cirugía.
2.2 . Preguntas de investigación
➢
¿Cuál es la prevalencia global de cancelación de casos en el día previsto de la cirugía?➢
¿Cuál es la prevalencia de cancelación de casos en el día previsto de la cirugía entre los continentes?➢
¿Cuál es la prevalencia de la cancelación de casos entre los países de ingresos bajos y medianos?➢
¿Cuáles son los principales motivos de cancelación de casos en el día previsto de la cirugía?
La revisión sistemática identificó 28 879 cancelaciones de un total de 306 635 participantes desde 2010 hasta 2020, lo que correlaciona aproximadamente la cancelación de un caso en el día previsto de la cirugía por cada diez programaciones a nivel mundial.
El metanálisis reveló que la prevalencia global de cancelación de casos en el día previsto de la cirugía fue del 18 % (intervalo de confianza (IC) del 95 %: 15 a 20). El análisis de subgrupos mostró que la prevalencia de la cancelación de casos fue la más alta en los países de ingresos bajos y superiores y la más baja en los países de ingresos superiores e inferiores, lo que concuerda con los estudios individuales incluidos. Esto se explicaría por las limitadas instalaciones del quirófano, la falta de recursos humanos, la baja conciencia y mala percepción de los pacientes hacia la anestesia y la cirugía, la inadecuada evaluación y preparación preoperatoria, la falta de profesionales capacitados, la falta de dinero para el cargo hospitalario, entre otros.
El análisis de subgrupos también mostró que la prevalencia de cancelación fue la más alta en la región de África subsahariana [ 5 , 15 , 25 , 35 , 56 , 63 ] 34 % (95 % intervalo de confianza (IC): 26 a 42) seguido por Latinoamérica América [ 14 , 43 , 47 , 51 , 53 , 59 , 66 ] 13 % (intervalo de confianza (IC) del 95 %: 8 a 19) donde Burkina Faso y Etiopía representaron más del cincuenta por ciento de la región africana [ 5 , 33 ] .
Esta revisión sistemática y metanálisis reveló que la prevalencia de cancelación fue la más alta entre las cirugías ortopédicas 39 % (95 % de confianza [IC]: 38 a 40). Esto podría deberse a la inclusión de una pequeña cantidad de estudios, solo un estudio en nuestro caso, las cirugías ortopédicas exigen sangre adecuada, fluoroscopias que no son asequibles en entornos de bajos recursos, requieren mucho tiempo de quirófano y la negativa del paciente a las amputaciones.
El Meta-Análisis identificó los predictores independientes de cancelación de casos. La mayoría de los casos se cancelaron debido a factores relacionados con las instalaciones, como la falta de equipo, la capacidad insuficiente de camas, la falta de tiempo en el quirófano, la falta de disponibilidad del personal y otros. Este hallazgo está en línea con los estudios realizados en África y Asia. El otro motivo de la cancelación fue que el cambio en el estado médico del paciente el día de la cirugía representó el 23% (intervalo de confianza [IC] del 95%: 20 a 25), lo que concuerda con la mayoría de los estudios incluidos.
6.1 . Calidad de la evidencia
La revisión sistemática y el metanálisis incorporaron suficientes estudios con más de un tercio de un millón de participantes. La calidad metodológica de los estudios incluidos fue de calidad moderada a alta, como se describe en la herramienta de evaluación del Instituto Joanna Briggs para el metanálisis de estudios observacionales. Sin embargo, la heterogeneidad significativa asociada con las diferencias en el tamaño de la muestra, el diseño y la ubicación de los estudios incluidos podría afectar la calidad general de la evidencia.
6.2 . Limitación del estudio
La revisión incluyó suficientes estudios con una gran cantidad de participantes, pero la mayoría de los estudios incluidos en esta revisión no informaron datos sobre los factores de riesgo para investigar los predictores independientes. Además, hubo un número limitado de estudios en algunos países y especialidades quirúrgicas por lo que sería difícil proporcionar evidencia concluyente con resultados agrupados de menos estudios.
6.3 . Implicación para la práctica
El conjunto de pruebas reveló que la prevalencia de la cancelación era muy alta, especialmente en los países de ingresos bajos y medios. Las principales razones de las cancelaciones fueron evitables y se relacionaron principalmente con los recursos financieros y humanos, la poca conciencia y la evaluación y preparación preoperatorias inadecuadas. Por lo tanto, se requiere una estrategia atenuante por parte de las diferentes partes interesadas para evitar cancelaciones innecesarias mediante la realización de una adecuada evaluación y preparación del paciente, la creación de conciencia hacia la anestesia, la movilización de recursos al quirófano, la separación de los trajes de quirófano para cada especialidad y la provisión de incentivos para personal de quirófano y otros.
6.4 . La implicación para futuras investigaciones
El metanálisis reveló que la prevalencia de cancelación de casos en el día previsto de la cirugía es muy alta y se identificaron las principales razones para la cancelación de casos. Sin embargo, los estudios incluidos fueron demasiado heterogéneos y los estudios transversales tampoco muestran una relación temporal entre el resultado y sus determinantes. Por lo tanto, se requieren más estudios observacionales y multicéntricos para tipos específicos de especialidades quirúrgicas.
Conclusión
El metanálisis reveló que la prevalencia de la cancelación de casos era muy alta en los países de ingresos bajos y medios y que la mayoría eran evitables, lo que implica actividades rigurosas en las instalaciones del quirófano, la evaluación y preparación preoperatorias, las comunicaciones con el paciente y el proveedor de atención médica.
Este posteo se basa en un trabajo que discurre por las prácticas innovadoras del líder. De quién perteneciendo a una organización viviente como la de salud, tiene capacidad de influir en los otros, necesitamos muchas de estas personas de champions, que colaboren en cambiar el hospital público, para que aumente su efectividad y eficiencia, económica y social. Para que los sanatorios no tengan costos ocultos de la no calidad.
Crabtree, Benjamin F et al. “Leading Innovative Practice: Leadership Attributes in LEAP Practices.” The Milbank quarterly vol. 98,2 (2020): 399-445. doi:10.1111/1468-0009.12456.
La literatura sobre el liderazgo desde la perspectiva de un sistema adaptativa complejo está repleta de teorías y estudios sobre el cambio organizacional, que incluyen el atributo de liderazgo ampliamente reconocido de motivar a la fuerza laboral para que participe en los esfuerzos de cambio del sistema. 38 , 67 , 68 , 69 , 70
MOTIVACIÓN PARA PARTICIPAR EN EL CAMBIO. líderes que motivan a otros a participar en el cambio. El cambio genera en un principio inseguridad. Para que?No me querrán cambiar a mi? mediante la motivación interna del liderazgo transformacional, instalador de cultura y más duradero.
2. EL LÍDER DEBE CONOCER QUE MANEJA PODER, PERO FUNDAMENTALMENTE INFLUENCIA. Esto debe ser para el desarrollo institucional.
3. MEJORAR EL EMPODERAMIENTO. Para aumentar la efectividad y la calidad de las prestaciones. La capacidad de comprometerse con las tareas y las atenciones más allá de los del simple horario.
4. GARANTIZAR LA SEGURIDAD PSICOLÓGICA. Puesto, labor, recompensa, continuidad, reconocimiento, atender sus problemas y las tensiones.
5. IMPULSAR EL APRENDIZAJE EN EQUIPO. Colectivo de gestión, calidad, efectividad, productividad, conocimiento, innovación, evidencia, priorización, ordenamiento de la actividad.
6. LIDERAR APRENDIZAJE COLECTIVO. generar una organización de aprendizaje al mejorar sus capacidades y transformar continuamente la organización.
7. MEJORAR LA COMUNICACIÓN E INTERCAMBIO DE INFORMACIÓN.
8. FOMENTAR LA SUPERACIÓN DE LOS LÍMITES DE LOS MANDOS MEDIOS. “romper los límites que reducen la capacidad de la fuerza laboral de salud para responder a las necesidades de la población”.
9. FOMENTAR EL LIDERAZGO EMERGENTE implica que el liderazgo cree interacciones dinámicas que conduzcan al surgimiento de un nuevo liderazgo a medida que los miembros del sistema resuelven problemas o tensiones
Líderes que motivan a otros a participar en el cambio
Abarca dos enfoques fundamentalmente diferentes de la motivación: motivar mediante el refuerzo y la recompensa (liderazgo transaccional)o mediante la facilitación de un entorno que maximiza la motivación interna (liderazgo transformacional).
Aunque un estilo transaccional puede ser efectivo en algunos contextos, se reconoce que no es ideal en contextos innovadores y que cambian rápidamente. 71
Gran parte de la literatura se dedica a identificar habilidades y comportamientos de liderazgo específicos que caracterizan un enfoque más transformador de la motivación, incluida la priorización de una comunicación abundante y la facilitación de un entorno de trabajo que fomente un sentido de autonomía, dominio y propósito. 72 , 73
Dentro de las organizaciones de atención médica, existe una diferenciación considerable en el poder y la influencia social de algunos individuos en relación con otros, lo que hace que el manejo del abuso de poder y la influencia social sea un atributo de liderazgo importante. 58 , 60 , 74
A menudo, el lugar del poder involucra a los médicos (particularmente cuando son dueños de la práctica) y al gerente de la oficina.
Los líderes médicos tienden a subestimar la percepción de su poder entre el personal y, a menudo, actúan de manera que demuestran la diferencia de poder en lugar de mitigarla. 35
En su trabajo seminal, Raven y French describen la teoría del poder social en las organizaciones. 58 , 60 Raven luego resume este trabajo, señalando que la influencia social es un cambio en la creencia, actitud o comportamiento de una persona objetivo por parte de un agente influyente, siendo el poder social «el potencial para tal influencia».59
Introduce el “modelo de poder/interacción de la influencia interpersonal” y las diferentes estrategias que los detentadores del poder (agentes) utilizan con los subordinados (objetivos).
Georgesen y Harris definen el poder como “la cantidad de control no compartido que posee un miembro de una díada sobre el otro miembro” y vinculan su trabajo con las conceptualizaciones de French y Raven sobre los tipos de poder coercitivo y de recompensa porque implican relaciones asimétricas. 74 Sin embargo, un alto control interpersonal no es inherentemente perjudicial para las relaciones; en algunas circunstancias, puede facilitar los comportamientos de liderazgo si el líder es consciente de la relación agente/objetivo y/o el “empoderamiento” necesario para mejorar los resultados del trabajo. 75 , 76 El liderazgo debe ser intolerante con comportamientos como la intimidación, el aprovechamiento gratuito y el engaño. 77
Dependiendo de cómo se manejan las diferencias de poder, aquellos con menos poder pueden o no sentirse psicológicamente seguros para expresar opiniones o aportar ideas.
Se ha demostrado que garantizar la seguridad psicológica contribuye o inhibe la resolución de problemas y la aportación de información. 56 , 57 , 78 Los líderes efectivos crean entornos psicológicamente seguros en los que los empleados pueden responder en el momento (resolución de problemas de primer orden) mientras abordan la falla del sistema más tarde (resolución de problemas de segundo orden).57 Las diferencias de poder pueden intensificar el riesgo interpersonal; la ruta interpersonalmente segura es permanecer en silencio, pero presenta un riesgo técnico si el contexto requiere aprendizaje. 56 , 79 Sin embargo, los empleados que se encuentran más abajo en la jerarquía tienden a tener datos más completos sobre las acciones; “están en el extremo más agudo de la cadena de la adversidad” y pueden debatirse entre la justificación y la franqueza. 55 El estatus profesional se asocia positivamente con la seguridad psicológica; cuando las personas se sienten seguras, hablan y aprenden, y el comportamiento inclusivo de un líder predice la seguridad psicológica. 78
Weick y Roberts describen inculcar una mente colectiva como un patrón de interrelaciones atentas mediante el cual los individuos en un sistema social entienden que sus acciones están interconectadas y crean cohesión grupal al observar las formas en que sus acciones (contribuciones) se conectan e interrelacionan dentro de un sistema para formar un mente colectiva. 54
Como tal, Uhl-Bien y Graen ven esto como la transformación de un grupo de individuos en un equipo en una unidad cohesiva que coloca los intereses del equipo por encima de sus propios intereses individuales.41 Por ejemplo, una práctica de atención primaria puede usar reuniones, reuniones y retiros regulares para aumentar la comprensión de los objetivos colectivos de la práctica. Esto también aumenta las habilidades de creación de sentido de la práctica. 54 , 80 Por lo tanto, el liderazgo atiende a patrones de interrelaciones atentas mediante las cuales los individuos reconocen la interconexión y cocrean la cohesión del grupo y un propósito compartido.
El trabajo en equipo es una característica cada vez más común de las organizaciones modernas de atención médica y, en consecuencia, la necesidad de cultivar el trabajo en equipo está bien estudiada. 81 , 82
Esto es diferente de la mente colectiva en que cultivar el trabajo en equipo se trata de cómo hacer que un grupo de personas trabaje de manera efectiva en un conjunto de tareas, mientras que inculcar una mente colectiva se enfoca en lograr que los equipos y las personas en una práctica tengan un propósito y una comprensión comunes. En la bibliografía más amplia sobre el trabajo en equipo, Uhl-Bien y Graen distinguen entre la gestión tradicional y el liderazgo de equipos: la primera suele tratarse de controlar la rutina y garantizar el cumplimiento, mientras que la segunda implica invertir en las relaciones, la mejora continua de la organización y crear las condiciones para “ transformando el interés propio en interés de equipo”. 41 Otros también han enfatizado el papel del líder como el cultivo de las condiciones que permiten que el equipo prospere, en lugar de microgestionar el equipo. 83 Una de esas condiciones que comúnmente se considera importante es cultivar una «mentalidad compartida» o «conciencia compartida», que permite una coordinación de esfuerzos y una comprensión de la parte de uno dentro del todo más grande. 84 , 85 McChrystal resume el papel del liderazgo en el fomento del trabajo en equipo: “En lugar de ver una organización como una ‘máquina’ donde solo se necesita un líder para conectar los insumos correctos, las organizaciones deben ser vistas como un ‘organismo vivo’ que necesita cierto tipo de entorno para crecer y evolucionar. El papel de los líderes de hoy es fomentar ese entorno”.85
Mejorar la comunicación y el intercambio de información es un atributo importante para un liderazgo eficaz, incluido el uso de una combinación de comunicación rica (p. ej., cara a cara) y sencilla (p. ej., correo electrónico, memorandos), foros formales e informales, y formatos tanto escritos como verbales. . La literatura sugiere que los líderes en todos los niveles necesitan comunicar objetivos y visión de «panorama general». 62 , 86 Daft y Lengel, centrándose en diferentes tipos de comunicación, describen cómo se pueden utilizar las comunicaciones para cambiar la comprensión y aclarar la ambigüedad. 87 Sin embargo, hay más a menudo descripciones de las barreras a la comunicación o momentos en los que los empleados toman decisiones de no comunicarse debido a un sentido de riesgo personal, la percepción de que sus comentarios no son valorados, u otras instancias donde la jerarquía y las diferencias de estatus tienen un efecto silenciador en intercambio de información. 56 , 76 Es importante que el liderazgo emprenda y gestione múltiples formas de comunicación e intercambio de información relacionada con el lugar de trabajo.
El concepto de una organización de aprendizaje surgió del trabajo de Peter Senge, en el que describe a las personas que trabajan juntas para generar una organización de aprendizaje al mejorar sus capacidades y transformar continuamente la organización. 88 Muchos conceptos de organización de aprendizaje se han adaptado a la atención médica, particularmente por Amy Edmondson. 56 , 57
Los factores esenciales para el aprendizaje organizacional incluyen un entorno de aprendizaje de apoyo, procesos de aprendizaje concretos y comportamientos de liderazgo para reforzar la reflexión y el aprendizaje continuos. 89 , 90 Incrustados dentro de estos factores hay otros atributos de liderazgo como la seguridad psicológica y tener procesos formales. “Una organización de aprendizaje es una organización capacitada para crear, adquirir y transferir conocimiento, y para modificar el comportamiento para reflejar nuevos conocimientos y percepciones”.89
Edmondson, Bohmer y Pisano describen el proceso de aprendizaje mediante el cual las organizaciones realizan ajustes cognitivos, interpersonales y organizacionales que permiten implementar con éxito nuevas rutinas. 91
Otro atributo de liderazgo ampliamente reconocido esfomentar la superación de límites , o cruzar fronteras establecidas para construir relaciones, obtener información y recursos, y formar conexiones productivas. 56 , 92 , 93 , 94 En la literatura empresarial, la superación de límites se considera un atributo esencial para los mandos intermedios y de nivel superior, ya que puede ayudar a las empresas a innovar y lograr una ventaja competitiva.95 Burt describe a las personas que son capaces de llegar fuera de sus grupos de trabajo homogéneos para conectarse y ayudar al flujo de información entre los grupos, como «rellenadores de agujeros estructurales», otro término para traspasar límites. 93 Si bien la superación de límites se refiere a los cruces de fronteras que realizan los propios líderes, un atributo adicional describe el apoyo de los líderes a su fuerza laboral para cruzar los límites de los roles tradicionales. La flexibilidad de la fuerza laboral se ha descrito como un intento de “romper los límites que reducen la capacidad de la fuerza laboral de salud para responder a las necesidades de la población”. 96 Se ha demostrado que fomentar la flexibilidad de la fuerza laboral está asociado con la eficiencia organizacional y la capacidad de cambio en un contexto de atención médica. 97 La expansión de límites verticales que atraviesan niveles y jerarquías (p. ej., médicos versus enfermeras), la expansión de límites horizontales (p. ej., entre funciones y experiencia) y la expansión de límites de partes interesadas (p. ej., más allá de la organización para incluir el vecindario médico más grande) son particularmente evidentes en el nivel de práctica. 94
Fomentar el liderazgo emergente implica que el liderazgo cree interacciones dinámicas que conduzcan al surgimiento de un nuevo liderazgo a medida que los miembros del sistema resuelven problemas o tensiones. 98 La noción de liderazgo distribuido se puede utilizar para describir el liderazgo que emerge en diferentes momentos en función de las necesidades del momento. 99 , 100 En un estudio sobre la adopción de un sistema integrado de prestación de servicios, el liderazgo provenía de los niveles más bajos de la organización, pero la alta gerencia respaldó a estos nuevos líderes brindando una perspectiva estratégica que ellos no tenían. 101 Uhl-Bien y Graen describen cómo los gerentes de proyecto emergen como líderes al ganarse el respeto del equipo; el liderazgo en estos casos implica comunicación y coordinación para ganar influencia incremental. 41
Kouzes y Posner ven el liderazgo como una posibilidad para todos y es un proceso orientado a la acción que surge de las relaciones. 102
El liderazgo facilita la interacción dinámica a través del desarrollo de habilidades, la distribución de la responsabilidad y la mejora de las habilidades de improvisación dentro de la fuerza laboral para que los miembros puedan emerger para resolver problemas o momentos que requieran acción de liderazgo.
Este posteo establece la oportunidad de tratamiento de los CART T en la Leucemia Mieloide Aguda.
Vishwasrao, Paresh et al. “Emerging CAR T Cell Strategies for the Treatment of AML.” Cancers vol. 14,5 1241. 27 Feb. 2022, doi:10.3390/cancers14051241
Las inmunoterapias adoptivas, que han demostrado ser prometedoras en el tratamiento de neoplasias hematológicas malignas, pueden dirigirse a la leucemia mieloide aguda (LMA) a través de vías distintas y complementarias. La inmunoterapia adoptiva de células T puede ser particularmente potente debido a la longevidad y la fuerte actividad citotóxica de las células T transferidas.
Una de estas inmunoterapias adoptivas son los receptores de antígenos quiméricos (CAR), que son receptores de antígenos recombinantes de una sola molécula que pueden redirigir la especificidad de las células T y mejorar la potencia antitumoral.
Estos receptores híbridos sintéticos están compuestos por una molécula de ligando de superficie celular fusionada con dominios de señalización ensamblados para redirigir la función de las células T.
La molécula de ligando extracelular puede derivarse de un fragmento variable de cadena única (scFv) derivado de un anticuerpo monoclonal o un fragmento de unión a antígenos (Fab).
Esta modificación genética proporciona a una célula T una especificidad de antígeno alternativa. Al unirse a un antígeno específico, el CAR inicia la señalización y la activación de la célula T que conduce a la muerte de células objetivo. Muchos tumores regulan a la baja la expresión del complejo mayor de histocompatibilidad (MHC) para evitar los efectos antitumorales de las células T.
Esta resistencia se evita debido a la naturaleza funcional del modo de acción independiente de MHC de las células CAR-T.
Los dominios intracelulares CAR pueden incorporar tanto la señalización del receptor de células T por CD3ζ como las señales coestimuladoras como CD28 y / o 4-1BB, que han demostrado ser particularmente efectivas para promover simultáneamente la supervivencia de las células T y la matanza efectiva del objetivo.
Actualmente, hay cinco terapias de células CAR-T aprobadas por la FDA: Tisagenlecleuel [1,2] (KYMRIAH; Novartis), Axicabtagene ciloleucel [3,4] (YESCARTA, Kite Pharma, Gilead Science), Brexucabtagene autoleucel (TECARTUS; Kite Pharma), l Isocabtagene maraleucel (BREYANZI; Juno Therapeutics, Inc., una compañía de Bristol-Myers Squibb) e Idecabtagene vicleucel (ABECMA; Celgene Corporation, una compañía de Bristol-Myers Squibb). La mayoría de las terapias aprobadas con células CAR-T se dirigen a CD19, un antígeno específico de células B que ha mostrado resultados tremendos en los ensayos clínicos contra la leucemia linfoblástica aguda (LLA) y el linfoma no Hodgkin [5]. El 83% de las personas tratadas con el primer fármaco CAR-T aprobado, «Kymriah» de Novartis, lograron la remisión completa en 3 meses. Los potenciales terapéuticos de las células T de transferencia adoptiva que expresan CAR han demostrado éxito clínico contra las neoplasias malignas avanzadas de células B [6,7] y la leucemia recidivante y refractaria (r/r) [6,8]. El desarrollo de CAR no se ha limitado al cáncer hematológico, sino que se está expandiendo ampliamente a tumores sólidos [9].
En la última década, se descubrió que los CAR de segunda generación dirigidos a CD19 eran la terapia de células T adoptiva más eficaz hasta la fecha. En comparación con la primera generación, los CAR de segunda generación dotaron un mayor potencial de respuestas antitumorales y duraderas en el linfoma de células B de alto grado en adultos [10,11,12] y en la leucemia linfoblástica aguda de células B (LLA-B) tanto en niños como en adultos que son refractarios a todas las terapias estándar [13,14,15,16 ]. En general, las neoplasias hematológicas malignas relacionadas con las células B se dirigieron inicialmente con CD19 y CD20, que se expresan diferencialmente en los linfocitos de células B. La implementación de CD19-CAR para atacar la leucemia se desarrolló inicialmente a partir de estudios preclínicos publicados después de la sucesión inmediata por varios grupos (Micheal Sadelain, Steven Rosenberg, Stephen J. Forman y Carl June). Entre todos los CAR-T, la terapia con células CAR-T CD19 para la leucemia linfoblástica aguda (LLA) ha mostrado los resultados más prometedores (>85%) ya que los CAR-T que responden al marcador de células pan-B CD19 han demostrado una eficiencia robusta. Aunque la citotoxicidad antitumoral se dirigió a las células B malignas que expresan CD19, también se dirigieron a las células B sanas normales. La toxicidad fuera del tumor condujo a la aplasia de células B, una afección que se maneja clínicamente con la infusión profiláctica de γ-globulina [17]. La adición de los dominios coestimuladores CD28 y 4-1BB (CAR de segunda generación) al diseño car no solo elevó significativamente la actividad antitumoral, sino que prolongó la eficiencia de supervivencia in vivo de las células CAR-T. Hubo accesibilidad sin obstáculos del antígeno diana en las células tumorales circulantes, sin ningún factor inmunosupresor importante, como CD95/FasL y citoquinas como la interleucina (IL)-10 y el factor de crecimiento transformador (TGF-β). Todas estas condiciones juntas hicieron de CD19 un candidato más adecuado para la terapia de células CAR-T, sin embargo, los resultados clínicos informaron algunas desventajas durante los ensayos clínicos. La nueva evidencia emergente ha identificado obstáculos tecnológicos y biológicos críticos. Una preocupación importante es la falta de células T del paciente, que se requieren para producir las células CAR-T. Con estos desafíos, los científicos se están orientando hacia la simplificación de la viabilidad y la logística de la generación de células CAR-T con el concepto de «células CAR-T universales», que funcionarían como células CAR-T «listas para usar» [18]. Esta revisión profundiza en la comprensión actual de la biología detrás del diseño, señalización, expresión y funcionalidad de CAR, y los diseños experimentales de CAR dirigidos a AML.
3.1. Terapia CAR anti-FRβ específica para la LMA
Powell et al. han informado previamente que la familia de proteínas del receptor de folato (FR) es útil en la inmunoterapia de células T. FRα y FRβ son proteínas unidas a la superficie celular a través de enlaces glicosil-fosfatidilinositol (GPI) [46] que comparten casi el 70% de homología y un mecanismo común de absorción de folato mediado por endocitosis del receptor. Sin embargo, FRα y FRβ se expresan diferencialmente en varios tejidos, siendo uno específico de la célula epitelial, mientras que el otro se expresa en las células hematopoyéticas de linaje mieloide, respectivamente. Ambos receptores están regulados al alza en un entorno maligno [47]. FRβ se expresa en el 70% de los tumores primarios de LMA, por lo que es un objetivo atractivo para la inmunoterapia de células CAR-T. Curiosamente, la expresión de FRβ está regulada al alza en los blastos de AML cuando se trata con ácido retinoico all-trans (ATRA), un medicamento que ya está aprobado por la FDA para la subclase M3 AML [48]. Las células CAR-T dirigidas por FRα ya se encuentran en un ensayo de fase I sobre inmunoterapia adoptiva utilizando células T modificadas genéticamente para el cáncer de ovario [49]. La adición de señalización coestimuladora a través de CD137 (4 1-BB) condujo a una mayor actividad antitumoral de las células T diseñadas con CAR a través de la persistencia in vivo y la localización del tumor [50]. Lynn et al. han generado y caracterizado construcciones CAR humanas específicas de FRβ (m909) que contienen el m909scFv, que reconoce FRβ humano [10]. La validación de los CAR específicos de FRβ se produjo a través de datos iniciales en los que las células diseñadas con C30-FRβ confirmaron la orientación de FRβ. La plataforma m909 CAR permite una focalización eficiente y específica, demostrada por ensayos de cultivo in vivo y que resulta en la producción de citoquinas, la regulación ascendente del marcador de activación, la proliferación y la lisis celular objetivo cuando los niveles de antígeno son altos. En presencia de células humanas de LMA que expresan FRβ, las células m909-CAR-T mantuvieron una activación específica en presencia de antígeno. La activación de CAR es directamente proporcional a la expresión de FRβ. Con la disminución de la expresión de FRβ, la actividad de CAR disminuyó, como lo demuestra la reducción de la producción de IFNγ y citólisis. Esta es una preocupación con el potencial de crecimiento de clones leucémicos bajos en FRβ en la terapia basada en CAR m909. Sin embargo, la regulación al alza específica de ATRA de la expresión de FRβ en células de LMA FRβ + y la coculturación de células CAR-T m909 con LMA pretratada con ATRA-pretratada exhibieron una mayor producción de IFNγ y actividad citolítica. Se sabe que ATRA induce la diferenciación de THP1 y HL60, medida por una mayor producción de citoquinas y expresión de moléculas coestimuladoras [11,12]. ATRA no afectó la expresión de FRβ en HSC o monocitos sanos. Esto sugiere que la inducción de FRβ mediada por ATRA en la LMA podría aplicarse sin aumentar la capacidad de reconocimiento de tejidos sanos por las células CAR-T m909. En comparación con ATRA solo, se ha demostrado que el tratamiento dual con inhibidores de la histona desacetilasa (HDAC) estimula aún más la expresión de FRβ en la LMA in vitro [13]. Con estos datos, una combinación optimizada de ATRA y agentes inductores de FRβ podría presentar una oportunidad para un aumento adicional de la eficacia de las células CAR-T m909. La expresión de FRβ también se encuentra en las células normales de linaje mieloide y puede ser inducida en la activación de macrófagos. Este sigue siendo un objetivo potencial para la toxicidad fuera del tumor en el objetivo por las células CAR-T específicas de FRβ porque las células CAR-T m909 no han mostrado ninguna lisis de monocitos de sangre periférica de donantes sanos.
3.2. Terapia anti-CD33 CAR para la LMA
Casi el 90% de las células leucémicas en pacientes con LMA se expresaron CD33 en células mieloides [14,15]. CD33 es un receptor de unión al ácido siálico específico mieloide expresado en la mayoría de los blastocitos de LMA y células madre leucémicas en pacientes, que fue validado como un objetivo efectivo en ensayos clínicos [16]. La generación e implementación de anticuerpos monoclonales en ensayos preclínicos y clínicos han mostrado resultados variables. Lintuzumab es un anticuerpo monoclonal humanizado específico de CD33 [17,51] que ha demostrado ser prometedor en las fases preclínicas y tempranas de los ensayos clínicos. Sin embargo, no hubo una mejoría significativa en la tasa de respuesta o la supervivencia en comparación con la quimioterapia estándar en ensayos posteriores [52,53]. Ensayos clínicos con CD33 diseñado (01690624 NCT) y varias proteínas recombinantes derivadas de anticuerpos dirigidas a CD33 se encuentran en desarrollo preclínico avanzado, incluidos los diacuerpos biespecíficos CD16-CD33 [54], el agente BiTE CD33-CD3 [55,56], AMG330 y el CD33-CD16-CD123 de triple cuerpo de doble orientación, SPM2. Otro anticuerpo monoclonal anti-CD33 humanizado, Gemtuzumab Ozogamicina, es un fármaco conjugado de anticuerpos vinculado a la caliqueamicina que fue validado como tratamiento de la LMA mediante una mayor eficacia clínica en un ensayo clínico de Fase II. Los pacientes con LMA CD33+ que recayeron después del tratamiento con gemtuzumab ozogamicina generalmente recayeron debido a la pérdida de antígeno, lo que indica un modo común de resistencia [57]. Algunos grupos han demostrado actividad antileucémica in vitro contra CD33, pero Wei-dong Han et al. fueron los primeros en informar el uso clínico para el tratamiento en pacientes con LMA refractaria a la quimioterapia. Este ensayo demostró la viabilidad y eficacia de las células CAR-T autólogas, que fueron redirigidas a CD33 (CART-33). Además, Kendrian et al. [58] también diseñaron células CAR-T (CART-33) utilizando scFv anti-CD33 que se utilizó en gemtuzumab ozogamicina (clon My96). Los resultados han demostrado funciones efectoras significativas in vitro, así como la erradicación de la leucemia y la supervivencia prolongada de los xenoinjertos de LMA. CART33 ha dado lugar a citopenias y una reducción de los progenitores mieloides en modelos de xenoinjerto de toxicidad hematopoyética [58]. Con resultados alentadores del trabajo preclínico de CART33, el grupo de Brentjens dio un paso más para combinar diferentes elementos, como cadenas pesadas y ligeras del anticuerpo M-195 humanizado, dominios de señalización CD28-CD3ζ, el gen IL-12 y el receptor truncado del factor de crecimiento epidérmico (EGFRt) [59]. Con esto, la transducción del vector retroviral de construcciones CAR tri-cistrónicas (EGFTr/HuM195-28z/IL-12) en dos modelos preclínicos diferentes de ratón ha mostrado una reducción en la enfermedad CD33+ periférica, lo que indica que se requeriría una validación adicional para su utilización clínica. Un nuevo CAR anti-CD33 de segunda generación que incorporó una cola de señalización 4-1BB-CD3ζ ha demostrado previamente ser eficaz en ensayos clínicos de leucemia mieloide crónica y aguda [60,61,62]. Los CAR anti-CD33 han demostrado ser altamente efectivos, incluso en proporciones muy bajas de efector a objetivo (E: T) con una muerte robusta tanto de tumores primarios como de líneas celulares tumorales en proporciones de E: T tan bajas como <1 células efectoras por 20 objetivos. Este CAR soporta un alto nivel de procesividad de células T con una sola célula que mata en serie múltiples células tumorales. Como es típico con la LMA temprana y refractaria, esta característica sería significativa cuando la carga tumoral es alta. Se demostró una alta sensibilidad al ligando de la célula CAR-T anti-CD33 con una fuerte citólisis específica que fue independiente del nivel de expresión de CD33 con líneas celulares de LMA y muestras primarias de LMA. Las células CAR-T anti-CD33 se probaron en un modelo de prevención in vivo donde mostraron resultados sorprendentes con la prevención del crecimiento tumoral en la LMA establecida. En un modelo de tratamiento, la supervivencia se prolongó significativamente, aunque los tumores finalmente avanzaron en todos los ratones. Con un tratamiento avanzado, se pueden necesitar dosis múltiples de células CAR-T cuando hay una enfermedad extensa para erradicar la mayor carga de células tumorales [58].
3.3. Terapia anti-CD123 CAR para la LMA
La búsqueda de los objetivos óptimos y deseables para la AML sigue siendo enigmática. Junto con otros marcadores mieloides altamente expresados en las células blásticas, CD123 se exploró como un objetivo potencial. CD123 es la subunidad alfa del receptor de interleucina-3 (IL-3). Estructuralmente, es una proteína de membrana de un solo paso tipo I que contiene tres dominios extracelulares, uno transmembrana y uno intracelular. CD123 se expresa en una gama pleiotrópica de células inmunes, que incluyen monocitos, células B, megacariocitos, células dendríticas plasmocitoides y HSPC [63]. Los estudios que utilizaron modelos preclínicos para validar la orientación CAR-T de CD123 corroboraron hallazgos anteriores utilizando la orientación basada en anticuerpos de CD123 [64], donde no hubo toxicidad hematopoyética significativa después de usar el modelo preclínico para validar la orientación CAR-T de CD123 [61,65]. Científicos de City of Hope y Mardiros et al., han demostrado experimentos in vivo con una mejor supervivencia pero sin efectos a largo plazo que podrían atribuirse al vector retroviral utilizado junto con la coestimulación CD28 [65]. Gill et al. también observaron que dirigirse a CD123 a través de células T diseñadas con CAR podría resultar en el rechazo de la LMA humana y la mieloablación en modelos de ratones inmunodeficientes. Las células CAR-T con 4-1BB coestimulado fueron capaces de rechazar la LMA humana primaria injertada in vivo, pero indicaron deterioro en la hematopoyesis en un modelo de xenoinjerto [66]. Los estudios primarios de xenoinjerto de LMA (PDX) derivados del paciente que se dirigieron a CART123 mostraron efectos casi similares, como la lisis tumoral y el síndrome de liberación de citoquinas (CRS), que se informaron en pacientes con leucemia de células B tratados con células CART19 [61]. Curiosamente, CART123 incluso eliminó CD123mortecino leucemia (UPN034) y resultó en el establecimiento de un grupo de memoria de células T que era capaz de rechazar la enfermedad con una cinética de expansión mejorada. En el caso de CART33 o CART12, Gill et al. también observaron experimentalmente que no solo hubo una reducción significativa en los progenitores mieloides (CD34 + CD38 +) sino una pérdida de células madre hematopoyéticas (CD34 + CD38-) en dos modelos de ratón humanizados diferentes, también conocido como el sistema inmune humanizado (HIS) [67]. Se ha demostrado que el 70% de los blastocitos de LMA expresan tanto CD33 como CD123, lo que respalda la justificación de la orientación combinatoria de CD33 y CD123 en los tratamientos de LMA [16]. Sobre la base de la evidencia preclínica, se han iniciado varios ensayos clínicos para atacar múltiples antígenos [17,51,52,53]. Existe una fuerte evidencia preclínica de células CAR-T que se dirigen a los antígenos CD123 y CD33 [54,55,56,57]. Sin embargo, una preocupación importante en el desarrollo de terapias CAR derivadas de AML es el potencial de agotamiento de la médula ósea sana y las células progenitoras [54,57,58,59]. Estos antígenos se eligieron porque se ha demostrado repetidamente que exhiben una expresión elevada en los blastos de LMA en comparación con las células madre hematopoyéticas (HSC) normales, lo que indica un beneficio esencial con un impacto mínimo en la mielopoyesis normal. Los CAR biespecíficos creados por la producción de novo de fragmentos variables de cadena única CD33 y CD123 (scFvs) con señales CAR divididas («AND gated») exhibieron una proliferación óptima, producción de citoquinas, citotoxicidad reducida y toxicidad por HSC in vitro e in vivo (datos no publicados) Figura 2J).
Modificaciones de las células CAR-T: (A) Estrategias de puerta lógica: Una molécula CAR para la activación y una segunda molécula CAR para la coestimulación en la misma célula T: el reconocimiento combinatorio de antígenos está optimizado para reducir la toxicidad «on-target/off-tumor». (B) Circuito de puerta SynNotch «AND»: Primero el receptor sintético Notch identificará el antígeno objetivo A, luego el dominio citoplasmático terminal en el lado proximal del «factor de transcripción» synNotch-CAR se escindirá y entrará en el núcleo y finalmente inducirá la expresión de CAR. El segundo receptor CAR se unirá al antígeno B para completar el circuito. (C) Interruptor «ON»: En presencia de una molécula pequeña, se pueden volver a ensamblar dos partes del CAR, en la construcción dividida, activando así las células CAR-T. La estrategia de diseño de una puerta lógica «AND» requiere tanto «antígeno + molécula pequeña» para la activación de células T. (D) Interruptor «OFF»: Células CAR-T armadas con «interruptor OFF»: se requiere el gen suicida (iCasp9) para activar secuencialmente el interruptor de apagado por el mecanismo de apoptosis. iCasp9 se coexpresa con la molécula CAR en las células CAR-T. La adición de una molécula pequeña, AP20187 (CID: inductor químico), conduce a la dimerización de iCasp3, que desencadena Casp3 aguas abajo para inducir apoptosis. (E) SUPRA CAR: Un zipFv tiene un scFv vinculado a una cremallera de leucina (Zip-A). Un zipCAR tiene una cremallera de leucina cognada (Zip-B) que puede unirse al Zip-A. La unión de A y B conduce a la activación de las células T. SUPRA-CAR actúa como un CAR universal. La afinidad entre las cremalleras A y B-leucina se ajusta para que se pueda controlar la intensidad y la actividad de señalización. La unión de Zip-A a un antígeno nulo abrogará la cascada de señalización y, por lo tanto, hará que las células T estén en un estado inactivo. (F) UniCAR CAR: Plataforma universal CAR-T (UniCAR) que se puede encender y apagar rápidamente con un interruptor que consta de dos componentes. En primer lugar, la CAR no reconoce directamente los antígenos tumorales y, por lo tanto, está inactiva. El segundo componente es un módulo de orientación (TM), un adaptador soluble que comprende un motivo reconocido por el receptor de UniCAR y una fracción de unión a antígenos altamente flexible dirigida contra un antígeno canceroso. (G) Plataforma RevCAR: Compuesta por epítopo peptídico extracelular E5B9 o E7B6 y CD28, dominio bisagra (HiD), dominio transmembrana CD28 (TMD), dominio coestimulatorio CD28 intracelular (CSD) y dominio de señalización activadora CD3ζ (ASD). Las células REVCAR-E5B9-28/3z o RevCAR-E7B6-28/3z CAR-T se redirigen hacia CD33 o CD123 expresadas en explosiones AML a través de módulos de destino de adaptadores, denominados «RevTM». Los RevTM son anticuerpos biespecíficos (bsAbs) que consisten en dos fragmentos variables de cadena única (scFvs) diferentes que se unen en un brazo a E5B9 o E7B6 del RevCAR y en el otro brazo a CD33 o CD123 en la superficie de los blastos de AML. (H) Plataforma STOP-CAR: La cadena S está compuesta por un c-Myc y DAP10, un dominio transmembrana, un dominio coestimulador, Bcl-XL y CD3ζ. La cadena R está compuesta por un scFv, un dominio transmembrana, un dominio coestimulador y la apolipoproteína humana E4 (apo4). Cuando el fármaco disruptivo no se administra, la cadena R y S puede unirse entre sí, y el CAR se puede activar en el compromiso del antígeno objetivo. Después de la administración disruptiva del fármaco, se asegura a su sitio de unión en el dominio Bcl-XL ubicado en la cadena S. Debido a esto, hace que la capacidad de la cadena R y S se empareje y el CAR se vuelve inactivable. (I) Prueba de concepto para células T CAR CD93 NO marcadas que pueden mitigar la toxicidad de las células endoteliales (J) Las nuevas células T CAR HUMANAs biespecíficas CD33/123 con dominios de coestimulación «AND gate» de señalización dividida fueron altamente eficaces in vitro para matar células diana, proliferar y generar una cantidad sustancial de citoquinas (datos no publicados) [68].
3.4. Terapia anti-CLL-1 CAR para la LMA
Se observó la expresión de una nueva molécula humana similar a la lectina tipo C-1 (CLL-1) en la mayoría de los blastos de LMA [69,70]. La LLC-1 está restringida al linaje hematopoyético, en particular a las células mieloides presentes en la sangre periférica y la médula ósea, pero en su mayoría ausentes en las células madre no comprometidas (CD34 + CD38 − o CD34 + CD33 −) mientras que está presente en subconjuntos de células progenitoras (CD34 + CD38 + o CD34 + CD33 +) [70]. La función de esta glicoproteína transmembrana tipo II se ha identificado como receptores inhibitorios, cuyos ligandos aún no se conocen. Una de las principales ventajas de la CLL-1 es la falta de expresión en otros tejidos sistémicos /normales. Jinghua Wang et al. generaron un CAR utilizando un sistema vectorial de tercera generación con una combinación de dominios coestimuladores CD28 y 4-1BB contra CLL-1 (células CART CLL-1) [71]. La observación preclínica dirigida a las células CLL-1CART en muestras primarias de pacientes con LMA indicó la eliminación de las células que expresan CLL-1 inoculadas en un modelo de ratón xenoinjertado. El co-cultivo de células CART CLL-1 generadas a partir de donantes sanos normales con HSC autólogas normales enriquecidas a partir de células de la médula ósea o PBMC condujo a la eliminación efectiva de las células progenitoras de CLL + y los granulocitos maduros después de 24 h. Aunque la eliminación se indicó en varios grados, es importante tener en cuenta que las células CAR-T CLL-1 salvaron a las HSC. A diferencia de CD123 y CD33, que se comparten entre la explosión de AML y las HSC normales, CLL-1 no se expresa en cd34 + CD38 − HSC y se puede usar potencialmente como antígeno objetivo. Wang et al. demostraron así que las células CAR-T CLL-1 son una terapia segura con alto potencial para el tratamiento de la LMA. En líneas similares, Tashiro et al. describieron el desarrollo y la evaluación de las células T receptoras de antígeno quimérico específicas de CLL-1 (CLL-1. CAR-Ts) y demostró además su actividad específica contra líneas celulares de LMA CLL-1 +, así como muestras de pacientes con LMA primaria in vitro. En comparación con las células T de control, CCL-1. Car-Ts redujo selectivamente la formación de colonias leucémicas en células mononucleares de sangre periférica de pacientes con LMA primaria. En un modelo de ratón de xenoinjerto humano, CLL-1. Los CAR-T mediaron la actividad antileucémica contra la LMA diseminada y prolongaron significativamente la supervivencia. Para hacerlo más efectivo con un enfoque sistémico, Tashiro et al. introdujeron el sistema de genes suicidas caspasa-9 para obtener el control sobre la CLL1. CART se dirige así como a reducir la muerte no deseada de las células mieloides normales maduras [72]. Un inconveniente importante de apuntar a la CLL-1 es que este antígeno también se expresa de manera variable en las células mieloides maduras. Sin embargo, las células progenitoras normales no son el objetivo de CLL-1. Car-Ts, y la disminución o eliminación activa de esta población efectora después de la terapia deben permitir la regeneración de células mieloides maduras.
3.5. Terapia anti-h8F4-CAR-T para la LMA
Junto con CD123 y CD33, hay una extensa búsqueda de otros candidatos que podrían usarse para la inmunoterapia de células CAR-T para atacar la LMA. En pacientes con LMA, el péptido PR1, derivado de los antígenos asociados a la leucemia proteinasa 3 y elastasa de neutrófilos, se sobreexpresa en HLA-A2. En estudios anteriores, Molldrem et al. utilizaron linfocitos T citotóxicos (CTL) citotóxicos específicos por péptidos inducidos por PR1 en individuos normales con HLA-A2+. Estas CTL mostraron citotoxicidad restringida por HLA hacia las leucemias mieloides [73]. Además, se identificaron células T citotóxicas específicas de PR1 en la sangre periférica de pacientes con leucemia mieloide, mediando la citotoxicidad contra los blastos leucémicos in vitro. En un modelo de ratón xenoinjerto de LMA, los investigadores informaron una reducción en la carga leucémica [74]. Las CTL específicas de PR-1 también se asociaron con un efecto de injerto contra leucemia (GVL) [73] después del trasplante alogénico de células madre (alo-SCT) [74,75]. Sergeeva et al. reportaron el desarrollo de una IgG2a murina similar a TCR mAb, m84, que se une a PR1/HLA-A2+ AML, mediando la lisis de la AML in vivo, que agotó con éxito la AML in vitro [76,77]. Algunos estudios han demostrado que una versión humanizada de ratón 8F4 humano IgG1 8F4-h8F4 retiene la actividad antitumoral contra la LMA con especificidad hacia PR1/HLA-A2 [77]. El uso de linfocitos de sangre de cordón umbilical (CB) ha sido una opción ideal, ya que son células T naïve [78], ya que el trasplante de CB (CBT) se realizó para enfermedades malignas y no malignas [79,80]. Anteriormente, se informó que la sangre placentaria podría usarse como fuente de células madre hematopoyéticas para el trasplante en receptores no relacionados [81,82]. La transducción de células T derivadas de UCB con el h8F4-CAR demostró su capacidad para matar células leucémicas de manera dependiente de PR1/HAL-A2. El desarrollo exitoso y los resultados preclínicos de h8F4-CAR tienen el potencial de una nueva terapia de células T dirigida contra un autoantígeno endógeno que se expresa diferencialmente en la superficie celular de las células madre leucémicas.
3.6. Células CAR-T dirigidas por anti-CD70 para la LMA
CD70 es un objetivo prometedor para la terapia de células CAR-T contra la LMA porque se expresa en células a granel de LMA, células madre leucémicas (LSC) y tiene poca o casi ninguna expresión en células hematopoyéticas normales (HSC) y células normales de la médula ósea [83]. CD70 pertenece a la familia TNF-alfa y recientemente ha ganado importancia como antígeno diana de superficie celular para la LMA [84]. Reither et al. demostraron que los pacientes con LMA tratados con un agente hipometilante (HMA) tenían una expresión de CD70 regulada al alza en las LSC. Con la ayuda de un anticuerpo monoclonal humano (mAb) para CD70, cusatuzumab, se intentó bloquear la interacción CD70/CD27. Este estudio ha mostrado resultados prometedores in vitro e in vivo (modelo PDX) al eliminar las LSC a través de la citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos (ADCC). Estos resultados preclínicos condujeron a un ensayo clínico de fase I en combinación con Azacitidina HMA. Decepcionantemente, la fase II resultó en que las tasas de CR de cusatuzumab fueran menos de la mitad de las observadas en la fase I [85]. Recientemente, Sauer et al. han demostrado el potencial de las células CAR-T específicas de CD70 contra la LMA sin causar toxicidad por HSC [86]. En este estudio, se realizó un análisis comparativo para CD70 CAR (full length-CD27 fusionado a CD3ζ) entre las células CAR-T CD70scFv. Entre los parámetros estudiados para evaluar estos CAR, la mejora de la actividad tumoral, así como un mayor potencial de proliferación, fue indicado por las células CD27z-CAR-T. Un estudio dirigido por Qong J Wang et al. utilizó CAR de segunda generación que incluían el dominio coestimulador 4-1BB, que se pensaba que era superior a los CAR de primera generación [87]. Entre los diversos constructos utilizados en este estudio, los constructos de células CAR-T 41BB y CD3ζ (trCD27-4 1BBζ) conferían la mayor producción de IFNγ contra tumores que expresan CD70 in vitro. Del mismo modo, un modelo de ratón xenoinjertado in vivo con tumores humanos que expresan antígeno CD70 mostró resultados prometedores. En la reunión de la Sociedad Americana de Hematología (ASH2021), se presentó un estudio en curso en el laboratorio de Marcela Maus sobre células CAR-T dirigidas por CD70 para la LMA [88]. La investigación ha utilizado el modelo NSG Molm13 AML para evaluar la actividad antitumoral de las células CAR-T. La actividad de las células CD70-CAR-T se atenuó debido a la forma soluble del ligando, CD27, que se confirmó en el ensayo de cocultivo de LMA. Para superar esta limitación del ligando soluble, se evaluó una gama de nuevas variantes car de bisagra (truncadas, eliminadas, flexibles y «CD8hinge&TM»). En comparación con las células CAR-T nativas basadas en 41BB, la variante CD8hinge&TM ha mostrado una marcada mejoría en los cultivos in vitro con mayor citólisis de los objetivos de LMA. Además, las células CD8hinge&TM CAR-T habían mostrado una expansión in vivo superior y fueron capaces de mediar la eliminación de la LMA en el modelo PDX en comparación con las células CAR-T nativas.
3.7. Terapia anti-TIM-3 CAR para la LMA
Incluso después de la quimioterapia, la razón de la recaída de la leucemia se ha relacionado con la rara fracción resistente a la quimioterapia de las LSC que proliferan para desarrollar blastos de leucemia. Hasta ahora, ninguna de las terapias o estrategias de tratamiento convencionales han tenido éxito porque carecen de LSC dirigidas y eliminadas, lo que permite que los clones residuales ganen la capacidad de superar el tratamiento. Recientemente, se descubrió el papel de la inmunoglobulina mucina-3 de células T (TIM-3) en el agotamiento de las células T, que también se correlacionó con el resultado de la terapia anti-PD-1 [89]. Junto con CTLA-4, TIM-3 es otro punto de control inmunológico que podría inhibir la inmunidad al cáncer. TIM-3 como molécula de superficie se expresa en LSC en casi todos los tipos de AML, pero no en HSC. Yoshikane Kikushige et al. han demostrado que, cuando se inyectaron ratones inmunodeficientes con TIM-3 (+) pero no TIM-3 (−), las células de AML condujeron a la reconstitución de AML humana [90]. Esto indicó que la población TIM-3 (+) contiene LSC funcionales que podrían dar lugar a la enfermedad y blastos. Apuntar a TIM-3 para tratar la MRD en pacientes con LMA proporcionaría un beneficio clínico. TIM-3 está altamente expresado en blastos de LMA y LSC en la mayoría de los subtipos de pacientes. La falta de expresión en el tejido normal, así como los granulocitos, linfocitos y la mayoría de las HSC hacen de esta proteína un objetivo ideal. Wen-Hsin Sandy Lee del grupo del Dr. Wang ha generado recientemente una biblioteca de fagos utilizando Fab humano ingenuo y fue capaz de aislar anticuerpos TIM antihumanos. Utilizando scFv de este anticuerpo, se desarrolló un TIM3 de redirección de células CAR-T de segunda generación, que mostró actividad antileucémica contra líneas celulares, así como blastos primarios de AML [91]. Las células CAR-T anti-TIM3 fueron capaces de suprimir el crecimiento de células leucémicas in vivo. El NSG fue injertado con la línea celular CMK, generando así un modelo de xenoinjerto. La bioimagen que mide la actividad de la luciferasa indicó la infiltración de la línea celular en la médula ósea, el bazo y el hígado. Durante el tratamiento, se observó supresión del crecimiento tumoral, lo que sugirió el aclaramiento del tumor. Los niveles de los efectores de citotoxicidad como IFN-γ, granzima B, perforina, GM-CSF e IL-5 se elevaron significativamente en comparación con el grupo de control (modelo tumoral desarrollado por A11). El estudio demostró la eliminación eficiente de las LSC primarias aisladas directamente de los pacientes. Por lo tanto, la terapia de células T car anti-TIM-3 después del tratamiento de primera línea puede mejorar los resultados clínicos de los pacientes con LMA. Xin He et al. también habían presentado su trabajo sobre células CAR-T biespecíficas y divididas, TIM3 y CD13 para atacar y eliminar la LMA [92]. Además, el método secuencialmente seleccionado de anticuerpos y antígenos (STAR) seleccionado por el tumor podría identificar nanocuerpos que se unirían a la LMA, los nanocuerpos Nb157 aislados por STAR se unen específicamente a CD13, que está altamente expresado en las células de LMA, y las células CAR-T CD13 eliminaron potentemente la LMA in vitro e in vivo. Las células CAR-T dirigidas biespecíficamente a CD13 y TIM3, que están reguladas al alza en las LSC, eliminaron la LMA derivada del paciente al tiempo que redujeron la citotoxicidad de las células madre y las células mieloides periféricas en modelos de ratón. Estos hallazgos podrían conducir al desarrollo de un tratamiento eficaz contra la LMA CAR.
3.8. CD93 como objetivo para CAR-T AML
CD93 es un receptor transmembrana de lectina de tipo C que desempeña un papel no solo en los procesos de adhesión célula-célula, sino también en la defensa del huésped. Coustan-Smith et al. han publicado un estudio que explica detalladamente el monitoreo de la enfermedad residual mínima (MRD) en la LMA [93]. El informe consideró una expresión de todo el genoma de las células de LMA de los pacientes y la comparó con individuos sanos. El estudio ha esbozado dos conjuntos de datos principales, que se basan en la expresión aberrante de genes seguida de análisis citométricos de flujo de mieloblastos leucémicos y no leucémicos de la médula ósea. Casi veintidós marcadores putativos han mostrado una expresión aberrante en muestras de LMA. Muchos de estos marcadores son bien conocidos en la leucemogénesis (marcadores asociados a la leucemia) y actualmente se utilizan para la identificación de la LMA (diagnóstico de leucemia) [94]. Entre estos 22 marcadores, CD93 tiene un perfil de expresión interesante. Aunque CD93 no se expresa en HSC ni en ninguna otra población mieloide precursora, aparentemente se expresa en otra gama de células inmunes, incluidos neutrófilos (CD15), monocitos (CD14) y células mieloides maduras [95]. La falta de expresión en células B (CD19), células T (CD3), glóbulos rojos (CD235a) y plaquetas (CD41a) ha hecho que el marcador CD93 sea de interés adicional. Recientemente, Richards et al., en colaboración con el Dr. Majeti, diseñaron células CAR-T, que han demostrado fuerza antileucémica, dirigidas a CD93 utilizando un nuevo aglutinante humanizado específico de CD93 [96]. El modelo in vivo no reveló toxicidad hacia HSC y células progenitoras. Aunque hay una falta de expresión de CD93 en HSC, se expresa ampliamente en células endoteliales humanas residentes en tejidos, y las células T CAR CD93 pueden identificar y provocar una respuesta «fuera del objetivo» a las líneas celulares endoteliales. Para abordar este desafío, se aplicó otra estrategia booleana para evitar la reactividad cruzada específica del endotelial. Los autores han proporcionado una prueba de concepto para las células CAR-T CD93 «NO cerradas» que eluden la toxicidad de las células endoteliales en un sistema modelo relevante. Brevemente, las células CAR-T CD93 pueden eliminar específicamente la LMA y los HSPC de repuesto, pero ejercen toxicidad en el objetivo y fuera del tumor para las células endoteliales. La agrupación de Aproximación y Proyección de Variedad Uniforme (UMAP) indicó el patrón de expresión de CD93 en células enodteliales humanas, que fue respaldado por la evaluación de IHC de tejidos de varios órganos, como el páncreas, la piel, el diafragma y el corazón. Para evitar la focalización de los tejidos enoteliales y causar toxicidad, los autores diseñaron preferentemente CAR con puerta no lógica. Se generó un modelo in vitro para probar la especificidad de este constructo inhibidor no CAR (iCAR) basado en CAR. Este modelo se basa en la línea celular de células endoteliales de la vena umbilical humana inmortalizada (iHUVEC) que expresa CD19 truncado (dominio extracelular y transmembrana): iHUVEC-19, que está dirigido por iCAR específico de CD19. El diseño del nuevo iCAR incluyó scFv específico de CD19, un endodominio de señalización transmembrana CD8alpha a partir de proteínas inhibidoras basadas en tirosina inmunorreceptora (ITIM), incluyendo PD-1 e inmunorreceptor de células T con Ig (TGIT). No se incluyó ningún dominio de señalización intracelular (Pdel) como control. Las células T que expresan CAR caRs de activación (aCAR expresando el dominio coestimulador CD28 de endodominio con CD3ζ dirigida a CD93) que coexpresan iCARs fueron cocultivadas con THP-1, iHUVEC e iHUVEC-19, respectivamente. Los análisis comparativos entre iCAR/aCAR y los constructos de control (CD93-28-CD3ζ/Pdel-1) demostraron significativamente menos secreción de IFNg e IL2 cuando se cocultivaron con iHUVEC-19, mientras que se informaron niveles similares de estas secreciones de citoquinas cuando se cocultivaron con la línea celular THP-1 (AML). Se ha demostrado que los iCARs basados en TGIT inducen la inhibición de la citoquina en presencia de dos dianas, CD19 y CD93, mientras que el constructo conserva la funcionalidad después de la identificación de las células iHUVEC e iHUVEC-19, lo que indica una señalización inhibitoria basal independiente del antígeno. Los autores han identificado otros 232 objetivos candidatos para un trabajo NOT-gate basado en iCAR. Se requeriría una validación en profundidad de iCAR basada en la expresión de la superficie celular en células normales. Es imperativo confirmar la falta de expresión del antígeno objetivo y la modulación del diseño para atacar la LMA.
Antígenos diana de puerta NO expresados selectivamente en el tejido de reactividad cruzada para propagar una señal inhibitoria que interfiere con la señal de activación de células T CAR [97].
En general, el estudio ha demostrado la coexpresión de otros objetivos de LMA en células endoteliales, ha introducido una nueva estrategia NO cerrada para mitigar la toxicidad endotelial y ha demostrado el uso de perfiles transcriptómicos de alta dimensión para el diseño racional de inmunoterapias combinatorias. Si bien el estudio de prueba de concepto ha demostrado la importancia de los CAR basados en NOT-gate, se requeriría un modelo PDX para traducir la comprensión y resolver el nuevo conjunto de desafíos.
Las células T modificadas con CAR son potentes y han demostrado potencial de toxicidad «en el objetivo fuera del tumor» en los casos en que el objetivo antigénico se coexpresa en células normales, como con antígenos asociados a la leucemia. Los principales efectos clínicos de toxicidad tisular intermitente para las células CAR-T dirigidas a CD19 incluyen el síndrome de liberación de citoquinas (CRS) [98], que es causado por la activación de las células T y se manifiesta como fiebre de alto grado, hipertensión y síndrome de neurotoxicidad asociada a células efectoras inmunes (ICANS) que se asocia con disfunción de células endoteliales en la barrera hematoencefálica causada por hiperinflamación [99,100 ]. Se han reportado efectos adicionales como complicaciones cardiovasculares, síndrome de fuga capilar asociado con hipoxia, disfunción renal ocasional y coagulopatía [2,101,102]. En una revisión reciente sobre el CRS y el ICANS en inmunoterapia contra el cáncer, Morris et al. han destacado las causas fisiopatológicas detrás de las neurotoxicidades y el desarrollo de nuevas terapias para la prevención y / o el manejo de estas toxicidades [98].
4.2. Pérdida de antígeno
Aunque ha habido un rápido progreso de la terapia de células CAR-T, la resistencia al tratamiento se ha convertido en una barrera importante para su aplicación clínica. Aunque la prueba clave de Novartis CAR con CTL109 (NCT01626495) ha mostrado una notable tasa de respuesta del 93% [103.104], la tasa de respuesta completa a 1 año ha disminuido a alrededor del 55% y sugiere que casi la mitad de los pacientes desarrollaron resistencia en ese período. La pérdida de antígeno objetivo representó la mayor parte de la resistencia en la terapia de células CAR-T. Esto demuestra que dirigirse a un solo antígeno puede no ser suficiente para cualquier terapia de células CAR-T. Ya se ha informado de recaída de variantes de pérdida de epítopos o cambio de linaje después de la terapia de células CAR-T CD19 contra la LLA [105,106] y pocas han mostrado edición de antígenos tumorales en respuesta a la inmunoterapia [107]. La mayoría de los beneficios clínicos de las células CAR-T han llegado con pacientes que sufren de LLA recurrente, especialmente en el caso de Emily Whitehead, que actualmente tiene casi 10 años de supervivencia libre de cáncer. Las ventajas potenciales de las células T modificadas con CAR sobre los anticuerpos monoclonales incluyen una mayor citotoxicidad, tráfico activo, paso a través de la barrera hematoencefálica, menos dosis requeridas, el potencial de memoria de larga duración y protección contra la recaída, y una mayor sensibilidad a la baja densidad de antígenos [63,101,108].
4.3. Modelos preclínicos
Aunque se cuantifican funciones básicas in vitro como la proliferación, la lisis diana de antígenos, la producción de citoquinas y el ensayo de estimulación basado en antígenos, estos ensayos no necesariamente resultan traducirse de manera eficiente con rendimientos in vivo. La validación del diseño de células CAR-T se realizó mediante el injerto del modelo preclínico de ratón con células T transferidas adoptivamente. Aunque estos modelos de ratón han demostrado una eficiencia improvisada para eliminar la carga de células tumorales, el microambiente inmune dentro de un ratón y los órganos linfoides humanos difieren en gran medida entre sí. Debido a estas limitaciones, se utilizó un método alternativo para evaluar las células CAR-T que pueden transferirse adoptivamente a ratones inmunocompetentes. Este modelo de ratón no necesariamente se traduce bien en el rendimiento de las células T humanas. Inicialmente, la eficiencia de la terapia de células CAR-T en modelos de ratón carecía gravemente para traducirse en ensayos clínicos [49,109,110]. Por último, los modelos de ratón también tienen un inconveniente en el que no pueden evaluar la reactividad cruzada contra los tejidos humanos sanos que podrían expresar el antígeno objetivo sistémicamente a niveles de expresión bajos.
Actualmente, hay aproximadamente más de 190 ensayos clínicos en curso en el campo de la inmunoterapia. La evaluación funcional de las células CAR-T ha ido progresando, donde los resultados de estos experimentos se han formulado en ensayos clínicos de fase I. Con cada ensayo, se ha logrado un progreso significativo en la comprensión de la biología de las células CAR-T. Se están realizando esfuerzos actuales en el diseño de construct, así como en otras áreas, para construir un sistema modelo robusto con una actividad antileucémica superior con una citotoxicidad celular más baja (Figura 3).
Estrategias preclínicas de bioingeniería para improvisar los CAR: Se está llevando a cabo un enfoque experimental con modelos in vivo inmunocomprometidos para mejorar la especificidad y la orientación de antígenos cognados. Estos esfuerzos se mitigan para reducir la toxicidad y aumentar la validación del modelo preclínico. Pocas de estas modificaciones están bajo investigación para revertir el agotamiento. (A) La revitalización de las células CAR-T ha llevado a una mayor persistencia, así como a una resistencia inversa a la exposición secundaria de antígenos. La activación crónica de las células CAR-T conduce a fenotipos exhaustivos. La inhibición transitoria («reposo») de la señalización CAR ha restaurado el fenotipo funcional, lo que se demostró mediante la reprogramación transcripcional y la remodelación epigenética. La expresión ectópica forzada de c-Jun y la deleción del factor de transcripción (NR4a) que conduce al agotamiento han revertido y restaurado el antitumoral hasta cierto punto. Los CAR blindados que secretan bloques de puntos de control inmunes se mejorarán aún más al desencadenar las roturas en las células CAR-T. La modificación más importante identificada en todos los ensayos clínicos consistió en la citotoxicidad mediada por CAR. (B) La combinación de IL15 secretor car y virus oncolíticos se ha configurado recientemente para eliminar las células tumorales. La evolución de los CAR de tercera generación con la integración de múltiples dominios coestimuladores (por ejemplo, CD137 (4-1BB)) mostró una mejor persistencia de los CAR en comparación con CD28. Los CAR de cuarta generación tienen la capacidad de secretar constitutivamente citoquinas, como IL-12, IL-18, IL-21, que tienen la capacidad de amplificar y expandir los CAR, así como de autorregular en un entorno específico. (C) Para reducir esta citotoxicidad, se diseñaron interruptores suicidas (iCasp9), CAR adaptadores (RevCARs) y Switch-CARs. Se desarrolló una molécula pequeña y CAR regulables con un interruptor de encendido / apagado para minimizar la toxicidad adicional. Se desarrollaron «AND» logic gating, (por ejemplo, synNotch) y CAR biespecíficos para reducir la «citotoxicidad tumoral en el objetivo». La sobreexpresión del eje CXCR2/CCR2b y CXCR5 se expresó para redirigir el tráfico de CAR al sitio del tumor y aumentar la movilidad a ubicaciones sistémicas. La cotransducción de CAR con varios scFv dirigidos a múltiples antígenos se diseñó para reducir la citotoxicidad y aumentar la especificidad de unión al tumor. (D) Se utilizaron scFvs CAR en tándem (por ejemplo, CD19/CD20, CD19/CD22) para mejorar la especificidad del objetivo. Los CAR blindados que secretan IL-12 e IL-18, así como los CAR dirigidos al estroma tumoral, han marcado recientemente una inmensa diferencia en la modulación del microambiente tumoral. (E) Diseño Split-CAR que permite la ingeniería de células CAR-T de múltiples características, con el objetivo de abordar los desafíos actuales que limitan la seguridad y eficacia de las células CAR-T para el tratamiento del cáncer (un CAR dividido, universal y programable (SUPRA)).
5.1. Tunning fino
Los desafíos estructurales y fisiológicos a través de trabajos previos han justificado estas modificaciones de los CAR. Se han adoptado múltiples enfoques para modificar el diseño para mejorar las especificidades de la orientación tumoral, como el ajuste fino de las células CAR-T sinérgicamente, el suministro de proteínas inmunomoduladoras adicionales para mejorar la potencia, la improvisación del tráfico celular y la persistencia para avanzar en la terapia de células CAR-T. Las revisiones detalladas que resumen todos estos factores están fácilmente disponibles en la literatura [111,112]. En resumen, la modificación de la columna vertebral estructural se puede hacer a través de un coestimulador adicional, un inhibidor o algunos dominios reguladores para mejorar la función. El ajuste fino funcional de car se realiza a través de enfoques de bioingeniería para mejorar y mitigar la toxicidad mediada por CAR. Se están realizando esfuerzos específicos en relación con la longitud del espaciador, los dominios transmembrana, la secuencia de señalización y la orientación de múltiples antígenos a través de una variedad de estrategias de «gating». Como se mencionó anteriormente, algunos estudios involucraron una secreción inducible transgénica adicional de las citoquinas inflamatorias que se ha incluido en el constructo, que está destinada a modificar el microambiente tumoral (TME) al mejorar la presentación cruzada del antígeno y promover la propagación del epítopo. Estas células T se redirigen para la muerte universal mediada por citoquinas TRUCK o células CAR-T «blindadas» mediante la expresión de IL-12 [59,113], IL-18 [114] o CD40L [115,116].
5.2. Mejora de la seguridad y minimización de la toxicidad
La idea de una estrategia de focalización de múltiples antígenos se basa en la lógica booleana. La lógica booleana se aplica para «bloquear» la actividad de las células CAR-T para maximizar el potencial de unirse al antígeno objetivo y reducir la toxicidad fuera del tumor para las células espectadoras. Las puertas lógicas son un conjunto de dos receptores de superficie diferentes expresados en una célula CAR-T para identificar dos antígenos separados para discriminar entre las células diana y las células sanas. Una estrategia incorpora dos receptores separados, uno con un endodominio de CD3ζ, mientras que el otro receptor contiene un dominio coestimulador. Kloss et al. han demostrado la activación y coestimulación mediada por el receptor quimérico dual de las células T humanas que condujo a una citotoxicidad robusta y una reducción eficiente de la carga tumoral dirigida a PSMA y PSCA [117]. Este estudio condujo a la excavación del concepto de la estrategia de «detección de tumores». Esta estrategia podría ayudar a evitar los efectos secundarios fuera del tumor, ya que el tumor con ambos antígenos se eliminará selectivamente en comparación con el antígeno único. La puerta lógica (i) «OR» es donde se instalan las moléculas CAR completamente independientes para reconocer la presencia de un solo antígeno o ambos antígenos simultáneamente. Por el contrario, se agrupan múltiples CAR-T (con dominios coestimulantes) para coexpresarse específicamente para identificar antígenos objetivo, lo que permite a las células CAR-T prevenir el escape tumoral al dirigirse a cualquiera de los antígenos. ii) Puerta lógica «AND»: dos CAR distintas se coexpresan en una sola célula T con dominios de señalización complementarios; de los dos CAR, si uno cumple el objetivo con la ausencia del otro objetivo, el CAR-T quedaría inactivo. La célula CAR-T solo obtendría el estado de activación completa al unir sus antígenos cognados simultáneamente. Roybal et al. proporcionaron una prueba de concepto con el diseño meticuloso de circuitos combinatorios de células T de reconocimiento de antígenos, receptores sintéticos Notch (synNotch) [118] (Figura 2B). Con el reconocimiento del primer antígeno por el primer receptor, un factor de transcripción desencadenaría la inducción/expresión de un segundo CAR, que luego se unirá al antígeno secundario, completando así el circuito. En resumen, estas células CAR-T de doble receptor solo se arman y activan después de unirse a ambos antígenos en las células cancerosas (AND-gate) [119]. Los intrincados diseños experimentales dirigidos a dos antígenos con synNotch (CAR-T dual) podrían unirse sinérgica y selectivamente, para evitar que la toxicidad fuera del tumor activado por el objetivo active los CAR. El experimento in vitro con la bioingeniería de la doble focalización específica de CD19 y mesotelina ha demostrado que las estrategias synNotch CAR provocarían un efecto antitumoral [120]. Si bien estos sistemas multi-CAR son un enfoque emocionante e importante para mejorar la orientación tumoral, una gama más amplia de estrategias de detección combinatoria mejorará la capacidad de tratar una variedad de tumores y enfermedades con terapias de células T [121]. iii) Además, mediante la aplicación de la puerta lógica «NOT» (sección 3.8), las células T pueden diseñarse para diferenciar las células diana de las células no objetivo, lo que evitará ataques al tejido normal y dará lugar al logro de la seguridad de las células CAR-T.
Un CAR-T universal (UniCAR) se deriva de células CAR-T de segunda generación, que utilizan CD28 como dominio coestimulador (Figura 2F). El diseño se divide en dos componentes. Primero, un scFv único que no se une directamente a la célula cancerosa (TAA), sino que identifica un motivo peptídico en una molécula adaptadora. En segundo lugar, esta molécula adaptadora soluble llamada «módulo de orientación» (TM) está configurada para identificar y unir CD123, que liga en un extremo al TAA y en el otro extremo al receptor CAR-T. La MT confiere especificidad contra taA y debido a su alta flexibilidad para la unión a TAA, puede dirigirse a neoplasias malignas hematológicas heterogéneas como la LMA. Un estudio preclínico con el sistema UniCAR-T ha demostrado que incluso pequeñas cantidades de MT pueden inducir la lisis de las células tumorales junto con la liberación de la citoquina [88]. Este estudio dirigido por Cartellieri et al. proporcionó una «prueba de concepto» para UniCAR reorientando células T humanas diseñadas por UniCAR contra los antígenos AML CD33 y CD123 utilizando una nueva plataforma modular. El fármaco UniCAR02-T-CD123 es una combinación de un componente celular (UniCAR02-T) con un derivado de anticuerpos recombinantes (TM123), que juntos forman el fármaco activo. Un ensayo clínico de fase I utilizando células T UniCAR dirigidas a CD123 para el tratamiento de neoplasias hematológicas y linfoides cd123 positivas ha arrojado algunos resultados impresionantes (NCT04230265) [89].
Un sistema CAR dividido, universal y programable (SUPRA) para la terapia de células T tiene la capacidad de cambiar de objetivo sin rediseñar las células T, ajustar finamente la fuerza de activación de las células T y detectar y responder lógicamente a múltiples antígenos [120,122] (Figura 2E)). Debido a la fuerza de activación de las células T ajustada, se observó una citotoxicidad reducida mientras se realizaban múltiples funciones. SUPRA CAR puede detectar y responder lógicamente a múltiples antígenos para combatir la recaída, así como la capacidad de controlar la señalización específica del tipo de célula. La mayor ventaja de los CAR SUPRA es su capacidad para impartir una inmunogenicidad mínima mientras se dirige a los antígenos asociados al tumor. La controlabilidad programable en el diseño del constructo, se debe al sistema de dos componentes, por lo que se denomina como CARs divididos. El sistema split-CAR está compuesto por fragmentos «zipCAR» y «zipFv» (Figura 2E). El zipCAR contiene dominios de señalización intracelular conectados a través de un segmento transmembrana a una cremallera de leucina extracelular. El zipFv contiene un dominio scFv de unión a ligando fusionado a una segunda cremallera de leucina. Un CAR funcional se reconstituye cuando se agregan proteínas zipFv a las células T modificadas que expresan zipCARs con cremalleras de leucina coincidentes.
5.3. Modulación del microambiente tumoral
La inclusión de «accesorios» junto con CAR, como factores inmunomoduladores que conducen a la secreción de citoquinas, receptores de quimiocinas, receptores sintéticos y el bloqueo de inhibidores de puntos de control (anti-PD-1 scFv), ha mejorado la eficacia de las células CAR-T. Las revisiones de la elección del dominio coestimulador y las diferencias en la actividad diversa, la persistencia, el metabolismo, el fenotipo de memoria y la caracterización extensa, así como el inmunofenotipo, han sido bien documentadas para los CAR [61,123,124]. La nueva lista de dominios coestimuladores y su repertorio funcional se están investigando activamente [125]. Algunos de estos consisten en CD40, OX-40 [126] (CD134), ICOS (CD278) y CD27 [127]. Por último, la investigación centrada se realiza en revertir el estado agotado de las células CAR-T, así como la persistencia / mantenimiento de las células CAR-T como un subconjunto de memoria para cosechar una mejor eficacia terapéutica. El agotamiento de las células T se caracteriza por una mayor expresión de los receptores inhibitorios, así como por alteraciones transcripcionales y epigenéticas generalizadas [128]. Eyquem et al. demostraron que la inserción de transgenes CAR utilizando la tecnología de edición del genoma CRISPR / Cas9 en el receptor de células T α locus constante (TRAC) se produjo en la expresión de CAR en células T [129] (Figura 1: quinta generación de diseño CAR). Esta mejora ha resultado en una mayor potencia de las células T, en comparación con las células CAR-T convencionales en un modelo de ratón de ALL.
5.4. Reactivación de la función CAR T
La reexpresión del CAR, seguida de una exposición única o repetida al antígeno, retrasó la diferenciación de las células T efectoras, así como el patrón de agotamiento [130]. Se ha demostrado que la sobreexpresión del factor de transcripción c-Jun protege a las células T del agotamiento incluso de los diseños CAR más agotadores [131,132]. Weber et al. han demostrado que los clones expandidos de células CAR-T crónicamente agotados a través de la señalización tónica tienen distintas características de agotamiento [133]. Una molécula pequeña inerte dasatinib, inhibidor de la tirosina cinasa, que suprime la activación de las células T a través de la inhibición de las quinasas de señalización del receptor proximal de células T (TCR), como Src, Fyn y Lck, fue aprobada por la FDA [133]. En estudios preclínicos y clínicos, se ha demostrado que dasatinib previene o revierte el agotamiento de las células T [134]. Un estudio detallado ha descrito que el estado de inhibición transitoria de la señalización celular CAR-T en presencia de dasatinib reveló un fenotipo similar a la memoria con una actividad antitumoral mejorada en una transferencia adoptiva a un modelo de ratón xenoinjerto. Las células CAR-T pre-agotadas restauraron el fenotipo funcional antitumoral con la inducción de «reposo» durante tan solo 4 días, indicado a través de la reprogramación transcripcional y la remodelación epigenética. La duración del «reposo» se asoció con una disminución de la expresión del factor de transcripción tox asociado al agotamiento y una expresión elevada de los factores de transcripción asociados a la memoria LEF1 y TCF1. El rejuvenecimiento funcional dependió de la actividad de la histona metiltransferasa EZH2, que fue consistente con la remodelación epigenética en respuesta al «reposo» (Figura 3A). En conclusión, un pequeño período de «reposo» o inhibición de la señalización CAR podría restaurar la actividad de las células CAR-T, así como mejorar la aptitud de las células CAR-T al prevenir el agotamiento. La regulación de las células CAR-T modificadas con inhibición intermitente podría traducirse en células CAR-T clínicas. Una revisión reciente de Weber et al. ha cubierto la mayoría de las próximas estrategias asociadas con las terapias de células inmunes [135]. Lui et al. introdujeron una construcción de receptor de interruptor genéticamente modificada, que comprende el dominio extracelular truncado de PD1, la transmembrana y los dominios de señalización citoplasmática de CD28 en células CAR-T. Este receptor de «interruptor» convierte las señales supresoras inducidas por el tumor PD-L1 en señales de activación [136].
5.5. CAR extensibles y adaptables
Estos resultados prometedores han demostrado la funcionalidad y la conmutabilidad de los sistemas de células T CAR adaptadoras por primera vez en humanos en un ensayo clínico [137]. Dada la heterogeneidad de la expresión de antígenos en las células de LMA, se requieren enfoques de orientación combinatoria para mejorar las herramientas terapéuticas. Utilizando sistemas modulares basados en Ab, se diseñó una plataforma reverse CAR (RevCAR) de adaptador conmutable, flexible y programable [138] (Figura 2G). El sistema UniCAR condujo a la fundación de este estudio, donde la especificidad tumoral se controló con una afinidad reversible de la molécula adoptante que da un joystick para controlar la seguridad en la terapia CAR-T [116,139]. En este estudio, Enrico Kittle-Boselli et al. desarrollaron una célula T RevCAR que puede dirigirse indirectamente a los antígenos tumorales, que pueden controlarse mediante la unión de revCAR-T reticulado de anticuerpos biespecíficos que eventualmente resultan en la lisis tumoral. En resumen, los RevCARs expresan epítopos peptídicos E5B9 o E7B6 en lugar de un SCFv convencional de segunda generación CAR. Estos RevCARs son incapaces de reconocer directamente el antígeno tumoral, sino que se entrecruzan entre módulos diana biespecíficos (RevTM). Estos RevTM consisten en dos scFvs: uno que se dirige al respectivo epítopo RevCAR E5B9 o E7B6 y el otro que se dirige al antígeno tumoral. El adaptador modular en este sistema puede actuar como un control que permite un interruptor de encendido / apagado de la actividad de la célula T RevCAR mediante la dosificación de los RevTM. La reversibilidad de este sistema no solo proporciona una ventaja de la orientación específica, sino que también agrega valor al tiempo que evita las toxicidades fuera del objetivo fuera del tumor, como el CRS.
En los últimos años, las terapias de células CAR-T han surgido como una nueva clase de terapia 697 en investigación, mostrando resultados impresionantes en neoplasias hematológicas malignas, especialmente en neoplasias malignas de células B. A finales de la década de 1980, Eshhar et al. realizaron experimentos que sirvieron como pilares fundamentales de la inmunoterapia y la ingeniería genética. Los esfuerzos colectivos de varios grupos en todo el mundo, a través de modelos preclínicos de ratón, han dado como resultado mejoras significativas en el tratamiento de la terapia de células CAR-T. Con una mejor comprensión de la biología de las células CAR-T, algunos ensayos clínicos multicéntricos de estas células inmunes mejoradas / modificadas, denominadas células CAR-T o medicamentos «vivos», se utilizaron para tratar a pacientes con neoplasias hematológicas malignas. Este éxito allanó el camino para la aprobación de la FDA de la terapia de células CAR-T para el tratamiento de neoplasias malignas de células B. Hasta ahora, el éxito se ha limitado solo al linfoma, y los tratamientos para la leucemia siguen en libertad. El aprendizaje a través de cada ensayo y estudio de manejo clínico ha proporcionado nuevos desafíos para estos agentes terapéuticos. En el panorama actual de la tecnología de células CAR-T, se llevan a cabo esfuerzos para sinergizar varias plataformas como la radioinmunoterapia [140,141]. La nueva lista adquirida de dianas para tumores sólidos y diversas modificaciones de car se han descrito en otra parte [142,143] Hemos enumerado anteriormente dianas prometedoras selectivas, y esfuerzos que se han realizado en modelos preclínicos. El éxito de los enfoques de bioingeniería, incluidos el gating booleano, la reversión de los agotamientos, la sobreexpresión ectópica de factores de transcripción, los «adaptadores» multiespecíficos, supra CAR, los CAR de conmutación y las plataformas de gating sintético, determinará en última instancia hasta qué punto las terapias celulares inmunes de próxima generación emergen como alternativas eficaces a las medicinas tradicionales.
Cuando egrese de la Universidad de Medicina de Buenos Aires a principios de 1981, los conocimientos evidentemente eran macroscópicos, era una medicina naturalmente macroscópica, de museos, preparados y disecciones, de semiología, mucha incertidumbre y poca precisión, que no me satisfacía, empecé mi carrera clínica, estudiando el metabolismo celular postisquémico, y los daños que provocaba la reperfusión, la apoptosis celular, el daño mitocondrial, y los mecanismos oxidativos, vinculados con el hierro, y la oxidoreducción, luego con el crecimiento profesional, deje la terapia intensiva, el medio interno, el intercambio gaseoso, el shock, el trauma craneo encefálico y las urgencias obstétricas, la atención de pacientes con baja o nula capacidad de sobrevida, pase a la gestión, de jefe de terapia intensiva a aprendiz de director de hospital, allí, fui profesionalizando un camino que hoy se encuentra haciendo un loop a la medicina y la biología molecular, al lenguaje de la vida, el ARN o el ADN, en esta era, neoveseliana, que nos interpela, que nos obliga a pensar de otra forma y con diferentes conocimientos, con más información que certezas y muchas esperanzas que se frustraran, pero con la avidez de estudiar como en los ochenta. Por ello voy a dedicar una serie de posteos a la terapia CART T y CRISP, para la transformación de mucho de los abordajes terapéuticos.
Buechner, J., Caruana, I., Künkele, A., Rives, S., Vettenranta, K., Bader, P., Peters, C., Baruchel, A., & Calkoen, F. G. (2022). Chimeric Antigen Receptor T-Cell Therapy in Paediatric B-Cell Precursor Acute Lymphoblastic Leukaemia: Curative Treatment Option or Bridge to Transplant?. Frontiers in pediatrics, 9, 784024. https://doi.org/10.3389/fped.2021.784024
Desarrollo:
La terapia de células T con receptor de antígeno quimérico (CAR-T) dirigida a CD19 se ha asociado con respuestas notables en pacientes pediátricos y adolescentes y adultos jóvenes (AYA) con leucemia linfoblástica aguda precursora de células B (BCP-ALL) recidivante/refractaria (R/R). Tisagenlecleucel, el primer CD19 CAR-T aprobado, se ha convertido en una opción de tratamiento viable para pacientes pediátricos y AYA con BCP-ALL que recae repetidamente o después del trasplante de células madre hematopoyéticas (TCMH). Basado en el diseño molecular del receptor de antígeno quimérico y la presencia de un dominio coestimulador 4-1BB, tisagenlecleucel puede persistir durante mucho tiempo y, por lo tanto, proporcionar un control sostenido de la leucemia. La experiencia «del mundo real» con tisagenlecleucel confirma el perfil de seguridad y eficacia observado en el ensayo de registro pivotal. Las directrices recientes para el reconocimiento, el manejo y la prevención de los dos eventos adversos más comunes relacionados con CAR-T (el síndrome de liberación de citoquinas y el síndrome de neurotoxicidad asociada a células inmunes) han ayudado a disminuir aún más la toxicidad del tratamiento. En consecuencia, las preguntas de cómo y para quién CD19 CAR-T podría sustituir al TCMH en BCP-ALL son inevitables. Actualmente, el 40-50% de los pacientes con R/R BCP-ALL recaen después de CD19 CAR-T con cualquiera de los CD19− o enfermedad CD19, y se ha propuesto un TCMH consolidativo para evitar la recurrencia de la enfermedad. Por el contrario, CD19 CAR-T se está investigando actualmente en el tratamiento inicial de bcp-ALL de alto riesgo con el objetivo de evitar el TCMH alogénico y la morbilidad, mortalidad y efectos tardíos asociados relacionados con el tratamiento. Para mejorar la supervivencia y disminuir los efectos secundarios a largo plazo en niños con BCP-ALL, es importante definir parámetros que predigan el éxito o el fracaso de CAR-T, lo que permite la selección cuidadosa de los candidatos que necesitan la consolidación del TCMH. En esta revisión, se describe la evidencia clínica actual sobre car-T en BCP-ALL y se discuten los factores asociados con la respuesta o el fracaso de este tratamiento: especificaciones del producto, factores relacionados con el paciente y la enfermedad y el impacto de los tratamientos adicionales administrados antes (p.ej., blinatumomab e inotuzumab ozogamicina) o después de la infusión (p.ej., reinfusión de CAR-T y/o inhibición del punto de control). Discutimos dónde posicionar CAR-T en el tratamiento de BCP-ALL y presentamos consideraciones para el diseño de ensayos de apoyo para las diferentes fases de la enfermedad. Finalmente, profundizamos en los entornos clínicos en los que CAR-T podría reemplazar al TCMH.
Los resultados para los pacientes que experimentan una recaída temprana de la médula ósea (<18 meses), tienen recaídas ≥2, una recaída después del trasplante alogénico de células madre hematopoyéticas (TCMH) o que son refractarios a la terapia de inducción son históricamente muy mal pronóstico (5, 6). Hasta hace poco, el estándar de atención para estos pacientes recidivantes/refractarios (R/R) se basaba en quimioterapia intensiva en bloque seguida de consolidación con TCMH si se podía lograr una remisión profunda.
En la última década, sin embargo, el advenimiento de inmunoterapias dirigidas, por ejemplo, el anticuerpo biespecífico blinatumomab (anti-CD19 / anti-CD3), el conjugado anticuerpo-fármaco inotuzumab ozogamicina (anti-CD22) y la terapia de células T con receptor de antígeno quimérico (CAR) (aquí conocido como CAR-T por brevedad) ha proporcionado nuevas herramientas para lograr respuestas en pacientes con leucemia resistente y ha aumentado drásticamente las opciones de tratamiento para R / R BCP-ALL (7).
Un CAR combina un dominio de reconocimiento de antígenos [típicamente un fragmento variable de cadena única (scFv) de un anticuerpo monoclonal] con dominios de señal de activación intracelular de células T inmunofectoras (Figura 1A) (8, 9). La adición de un dominio coestimulador (por ejemplo, 4-1BB, CD28 u OX40) en CAR de segunda generación o dos dominios coestimuladores (CD28.4-1BB) en CAR de tercera generación proporciona actividad clínicamente significativa y persistencia de las células T CAR (10, 11) (Figura 1A). Debido a tales propiedades, CAR-T está siendo investigado como un posible tratamiento independiente en R/R BCP-ALL.
Resumen visual de diferentes diseños de receptores de antígenos quiméricos (CAR) para atacar las neoplasias malignas de células B. CD19 CAR ha sido probado en muchos ensayos clínicos hasta ahora. Se han desarrollado diferentes generaciones de CD19 CAR, incluido un CD19 CAR de segunda generación con baja afinidad por el antígeno CD19 (CAT CAR) (A). Varios grupos propusieron estrategias para mejorar la eficacia a largo plazo del CAR CD19 mediante construcciones CAR blindadas capaces de expresar tanto CD19 CAR como otras moléculas como CD40L, interleucina 18 (IL-18) o muerte programada 1 (PD1) capaces de mejorar la actividad citotóxica, reducir el perfil de agotamiento y mantener la proliferación y persistencia de las células T CAR (B) . Además de CD19, se han investigado otros antígenos de células B y se han generado y probado CAR en estudios clínicos preclínicos y en etapa temprana en humanos (por ejemplo, CD22 y cadena ligera κ) (C). Para evitar el escape tumoral, se han desarrollado CAR biespecíficos dirigidos, por ejemplo, CD19 y CD20 o CD22 (D).. Para mejorar el perfil de seguridad y generar una herramienta para mitigar/abrogar los efectos secundarios, se ha desarrollado y validado (E) un gen suicida basado en una caspasa inducible 9 (iC9). Imagen creada con BioRender.com.
Basado en los resultados del ensayo ELIANA (ClinicalTrials.gov identificador: NCT02435849) (12) y la posterior aprobación de tisagenlecleucel, un producto CAR-T anti-CD19, para el tratamiento de CD19 R/R BCP-ALL por parte de la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) y la Agencia Europea de Medicamentos (EMA) en 2017/18, un número cada vez mayor de centros de trasplante de células madre pediátricas han sido certificados para administrar tisagenlecleucel a pacientes pediátricos y AYAs, y cientos de productos se han infundido en todo el mundo como una nueva opción de tratamiento estándar de atención. Actualmente, los tres escenarios clínicos principales en los que los médicos ofrecen tisagenlecleucel a los pacientes con BCP-LLA son:
(1) cuando un TCMH se realizó previamente pero no fue eficaz (recaída posterior al TCMH);
(2) en pacientes con LLA resistentes a la quimioterapia que no son elegibles para el TCMH porque no se puede lograr la remisión de la enfermedad residual mínima (MRD) (pacientes refractarios); o
(3) la creencia y la esperanza de que el CAR-T es tan eficaz pero menos tóxico que el TCMH para erradicar el clon leucémico resistente y, por lo tanto, se favorece sobre el TCMH (pacientes con recaídas ≥2 que no han sido trasplantados antes y son, per se, elegibles para el TCMH). En casos excepcionales, dependiendo de las regulaciones nacionales y del grado de convicción del médico, la indicación de usar tisagenlecleucel comercial podría ser más liberal, por ejemplo, extendiendo la definición de enfermedad refractaria a pacientes que no logran la negatividad de MRD en ciertos puntos de tiempo de tratamiento después de la primera recaída.
El estudio internacional multicéntrico CASSIOPEIA (+NCT03876769) es el único estudio activo que evalúa este enfoque en BCP-ALL primario para pacientes de alto riesgo definidos por el Instituto Nacional del Cáncer (NCI) con MRD al final de la consolidación.
Sin embargo, aún no se han realizado estudios aleatorios que comparen directa y prospectivamente los resultados de eficacia del TCMH y car-T en la LLA pediátrica, y el seguimiento más largo después de car-T hasta la fecha es en un paciente infundido con tisagenlecleucel hace <10 años (13).
Tisagenlecleucel aporta costos considerables a los sistemas de salud, pero es rentable si se administra como tratamiento definitivo para la cura a largo plazo (14, 15). Sin embargo, el 40-50% de los pacientes que inicialmente respondieron a la recaída de tisagenlecleucel; una proporción de pacientes reciben TCMH adicionalmente; y el 10-20% son refractarios primarios al tisagenlecleucel. En otros ensayos con diferentes productos CAR-T, todos los pacientes que respondieron se asignaron a la consolidación del TCMH (16-18). Por lo tanto, las preguntas centrales y elusivas son la medida en que CAR-T es un tratamiento curativo independiente, particularmente con un seguimiento más prolongado, y si los pacientes necesitan TCMH adicional, ya sea como consolidación para la remisión o tratamiento de la recaída después de CAR-T.
Cabe destacar que el ensayo internacional ALL SCTped 2012 For Omitting Radiation Under Majority age (FORUM) (NCT01949129) informó recientemente, entre los pacientes en remisión completa (RC) 1–3, una excelente tasa de supervivencia global (SG) a 2 años del 91% y una incidencia acumulada de recaída (CIR) y mortalidad relacionada con el tratamiento del 12 y el 2%, respectivamente, si el TCMH se realizó de manera uniforme utilizando un protocolo estandarizado de irradiación corporal total (LCT) más etopósido (19). Sin embargo, los efectos tardíos después del acondicionamiento de TBI siguen siendo de gran preocupación (20, 21).
En esta revisión, se resumieron los datos actuales sobre tisagenlecleucel y otros productos CAR-T en la LLA-BCP pediátrica, centrándose en: (1) la fracción de pacientes que recibieron TCMH u otras intervenciones posteriores a la perfusión, ya sea de forma profiláctica, preventiva o para la recaída después de la infusión; y (2) los factores informados que influyen en la eficacia y el rendimiento a largo plazo de CAR-T, incluido el diseño de CAR y las terapias previas a la infusión, para identificar evidencia que pueda guiar las decisiones con respecto a si y cuándo se debe realizar un TCMH consolidativo. Finalmente, definimos las brechas de conocimiento y proponemos los estudios necesarios para aclarar mejor dónde colocar car-T en el concepto de tratamiento general para curar la LLA pediátrica, con un enfoque en minimizar los efectos secundarios tardíos relacionados con el tratamiento.
Resumen de los principales ensayos clínicos EvaluatinG CAR-T en R/R BCP-ALL pediátrico
Los dos primeros niños que recibieron CD19 CAR-T para R/R BCP-ALL fueron reportados en 2013 (13). En los siguientes 8 años, ha crecido un cuerpo de evidencia sobre la eficacia y seguridad de CAR-T en pacientes pediátricos y AYA con LLA, principalmente dirigidos a CD19, pero también CD22 y otros antígenos (o combinados). Abajo y en Cuadro 1 se resumieron los principales estudios clínicos realizados con productos CAR-T específicos de CD19 y CD22, centrándose en los resultados de eficacia, la persistencia de las células T con CAR y las intervenciones posteriores a la perfusión (12, 16–18, 22–30).
Cuadro 1
Resumen de los principales estudios clínicos que investigan la CAR-T dirigida a CD19 o CD22 en pacientes pediátricos y AYA con BCP-ALL.
ATG, globulina antitimocítica; AYA, adolescente y adulto joven; BCA: aplasia de células B; BCP-ALL, precursor de células B leucemia linfoblástica aguda; CAR-T, terapia de células T con receptor de antígeno quimérico; CHOP, Hospital de Niños de Filadelfia; CIBMTR, Centro para la Investigación Internacional de Trasplantes de Sangre y Médula Ósea; DLI: infusión de linfocitos de donante; DoR, duración de la respuesta; DFS: supervivencia libre de enfermedad; EFS: supervivencia libre de eventos; FU, Seguimiento; TCMH: trasplante de células madre hematopoyéticas; huCART19, CD19 CAR-T humano; DA: Linfodepleción; EPA: supervivencia libre de leucemia; MSKCC, Memorial Sloan Kettering Cancer Center; mes, mes; SG: supervivencia general; NCI, Instituto Nacional del Cáncer; NR, no reportado; P, pediátrico; RFS: supervivencia libre de recaídas; año, año.
Tisagenlecleucel
Tisagenlecleucel, anteriormente conocido como CTL019 y ahora comercializado como KYMRIAH®, es un CAR-T autólogo de segunda generación anti-CD19 desarrollado por Novartis Pharmaceuticals en colaboración con la Universidad de Pensilvania y el Hospital Infantil de Filadelfia (CHOP). Contiene un CAR compuesto por un scFv anti-CD19 (del clon de anticuerpo murino monoclonal recombinante FMC63) para el reconocimiento del antígeno CD19, una región bisagra CD8-α, un dominio coestimulador 4-1BB (CD137) y CD3ζ como dominio de señalización (31). Utiliza lentivirus para la transducción de células T.
Ensayos de fase I/II de Tisagenlecleucel en R/R BCP-ALL pediátrico
El primer ensayo que investigó tisagenlecleucel en CD19 R/R BCP-ALL pediátrico fue un estudio de fase I/IIa de un solo brazo en el CHOP (+NCT01626495 and NCT01029366). The initial publication reported outcomes in 30 patients (including 25 paediatric ALL patients aged 5–22 years at infusion) of whom 18 had relapsed after previous HSCT (22). The overall remission rate (ORR), including CR and CR with an incomplete haematologic recovery (CRi), at 1 month after infusion was 90%; 22 of the 25 evaluable patients were MRD-negative as assessed by flow cytometry (FCM). Of the 27 patients who achieved CR, 19 remained in remission at a median follow-up of 7 months. Fifteen patients received no further ALL-targeted therapy, while five (19% of all the responders) were allocated to additional post-infusion interventions: three underwent HSCT while in remission; one received bortezomib and an infusion of donor lymphocytes for MRD reappearance; and one received tisagenlecleucel re-infusions due to an early re-appearance of B cells as a marker for CAR T-cell loss. The probability of persistence of tisagenlecleucel at 6 months for all infused patients was 68%.
In an update from the same study with longer follow-up, 59 paediatric patients (aged 20 months to 24 years) including 39 patients with a relapse post HSCT were reported on (23). Fifty-five patients (93%) were in CR/CRi 1 month post infusion and 52 were MRD-negative by FCM. Five of 59 patients (8% of all responders) were consolidated by HSCT. Of note, 17 of the 55 responders (31%) received tisagenlecleucel re-infusions 3 and/or 6 months post initial infusion because of the reappearance of CD19 MRD (three patients), B-cell recovery (seven patients), or appearance of CD19 haematogones in the bone marrow (seven patients) (32).++
In the Phase II ENSIGN trial (NCT02228096), the safety and efficacy of tisagenlecleucel was for the first time investigated in a multicentre setting at 13 US sites with centralised manufacturing of all products at the University of Pennsylvania. ENSIGN was instrumental in transferring manufacturing from a single-centre academic setting to an industry-based manufacturer (Novartis) and laid the foundation for the global ELIANA trial. ENSIGN enrolled 73 patients of whom 58 had been infused at last available study report (33). The ORR (CR+CRi) within 6 months of infusion was 69%. Tisagenlecleucel was detected in the peripheral blood for up to 764 days in responders.
The global ELIANA Phase II registration trial (NCT02435849) investigó la seguridad y eficacia de tisagenlecleucel en pacientes pediátricos con R/R BCP-ALL en 25 sitios de estudio en 11 países de América del Norte, Europa, Asia y Australia. En la publicación primaria, se informaron 75 pacientes infundidos (de 3 a 23 años de edad en el momento de la inscripción), de los cuales el 61% había recaído después de un TCMH previo (12). Sesenta y un pacientes (81%) estaban en CR/CRi dentro de los 3 meses posteriores a la infusión. En total, 15 de los respondedores (25%) recibieron terapias adicionales dirigidas a la LLA después de la infusión: ocho (13%) se sometieron a TCMH (dos debido a la pérdida temprana de aplasia de células B [BCA], dos debido a MRD en la médula ósea y cuatro por razones desconocidas), siete (12%) recibieron nuevas terapias contra el cáncer distintas del TCMH durante la remisión morfológica [cuatro CAR-T CD19 humanizados, un ponatinib, una vincristina y blinatumomab, y una globulina antitimocítica (ATG)].
En la última actualización publicada de ELIANA (34), 79 pacientes habían sido infundidos con una mediana de seguimiento de 24 meses (rango, 4,5-35 meses). La ORR dentro de los 3 meses fue del 82% (65/79 pacientes), y la tasa de supervivencia libre de recaída entre los respondedores fue del 59% a los 2 años. Diecinueve pacientes recayeron después de la perfusión, 14 de ellos con CD19− enfermedad.
Finalmente, en el estudio de acceso ampliado tisagenlecleucel Fase IIIb (CCTL019B2001X, NCT03123939), un ensayo confirmatorio de ELIANA centrado específicamente en la exposición previa a la perfusión a blinatumomab e inotuzumab ozogamicina, 67 pacientes pediátricos y con LLA AYA (de 3 a 33 años de edad en el momento de la inscripción) recibieron tisagenlecleucel (35). Quince pacientes recibieron blinatumomab y nueve recibieron inotuzumab ozogamicina en cualquier momento antes de tisagenlecleucel [con un tiempo desde la última dosis de blinatumomab o inotuzumab ozogamicina hasta la infusión de una mediana de 372 días (rango, 130–932) y 86 días (rango 32–172), respectivamente]. La ORR a los 3 meses fue del 85% para toda la cohorte, confirmando la experiencia eliana. Sin embargo, la ORR fue solo del 67% para los pacientes que habían recibido previamente blinatumomab o inotuzumab ozogamicina. En total, 14 pacientes recayeron: nueve con CD19− enfermedad (dos después de blinatumomab) y cinco con enfermedad CD19 (tres después de inotuzumab ozogamicina). Cabe destacar que los pacientes que habían recibido previamente blinatumomab o inotuzumab ozogamicina como terapia puente tenían una tasa de SG a los 12 meses del 53 y el 71%, respectivamente, en comparación con el 83% en pacientes sin exposición previa a ninguno de los fármacos. Aunque el número de pacientes fue demasiado bajo para establecer conclusiones definitivas, y el uso de inotuzumab ozogamicina o blinatumomab podría reflejar un subgrupo de pacientes con enfermedad particularmente resistente, el tratamiento previo con inotuzumab ozogamicina pareció afectar la expansión (C+máximo), persistencia (Túltimo) y, por lo tanto, el área total bajo la curva (AUC)0−28d de tisagenlecleucel. No se informó el número de pacientes que se sometieron a TCMH u otras intervenciones posteriores a la infusión.
En resumen, en ensayos clínicos con tisagenlecleucel para R/R BCP-LLA pediátrica, una fracción de los pacientes se curó con una sola infusión de tisagenlecleucel, incluso después de múltiples líneas previas de tratamiento y sin intervención posterior a la infusión. Alrededor del 10-15% de los pacientes que inicialmente respondieron a las infusiones de CAR-T más tarde recibieron TCMH consolidativo mientras estaban en remisión. Las indicaciones informadas para proceder al TCMH fueron la falta de persistencia de las células T con CAR o la pérdida temprana de BCA con el objetivo de prevenir una recaída de CD19 (consolidación o reaparición/persistencia de mrD después de la infusión, es decir, terapia preventiva). Sin embargo, los datos publicados dejan incertidumbre sobre el número total de pacientes sometidos a trasplante post tisagenlecleucel, ya que algunos pacientes fueron trasplantados debido a recaídas francas y, por lo tanto, censurados en los análisis en el momento de la recaída. Estos pacientes solo fueron seguidos para la supervivencia, pero las terapias posteriores, incluido el TCMH, podrían no haber sido capturadas e informadas. Una proporción menor de pacientes recibió infusiones repetidas de tisagenlecleucel con el objetivo de prevenir la recaída. La función de las re infusiones en el resultado general después del tratamiento con tisagenlecleucel no se puede recuperar de los informes publicados. No se informó en detalle con qué frecuencia se disponía de bolsas de infusión adicionales y cómo se seleccionaron los pacientes para recibir nuevas infusiones.+
Tisagenlecleucel para la LLA R/R pediátrica fuera del entorno del ensayo clínico
Tisagenlecleucel fue aprobado por la FDA en 2017 y la EMA en 2018. Las indicaciones aprobadas son una segunda o mayor enfermedad recidivante o refractaria de CD19 BCP-ALL en pacientes ≤ de 25 años de edad (EE. UU. y Europa) y cualquier recaída posterior al TCMH (solo europa) (+Figura 2). Desde la aprobación de la comercialización, un número cada vez mayor de pacientes han sido infundidos con tisagenlecleucel para estas indicaciones y ha surgido una experiencia sustancial del «mundo real» de cohortes de pacientes tratados con KYMRIAH® comercial (24, 36, 37).
Indicaciones actuales para la terapia comercial con células T con receptores de antígenos quiméricos (CAR) (tisagenlecleucel). Se muestra el posible momento de CAR-T (naranja) dentro de la secuencia de tratamiento para la leucemia linfoblástica aguda (LLA) y en relación con el trasplante de células madre hematopoyéticas (TCMH; azul). EMA, Agencia Europea de Medicamentos; FDA, Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos.
La cohorte más grande reportada hasta ahora se originó en el estudio prospectivo, multicéntrico y observacional del Centro para la Investigación Internacional de Trasplantes de Sangre y Médula Ósea (CIBMTR) realizado en 130 centros en los Estados Unidos y Canadá. A finales de enero de 2020, se recopilaron los resultados de eficacia y seguridad de 255 pacientes pediátricos infundidos y AYA R/R BCP-ALL (mediana de edad 13,5 años, rango 0,4-26 años) (24). El veintiocho por ciento de los pacientes habían recaído después de un TCMH previo, que es sustancialmente más bajo que el 61% en la cohorte ELIANA y probablemente indica una cohorte de pacientes menos avanzada en comparación con ELIANA (12). Cabe destacar que el 15 y el 11% de los pacientes habían recibido blinatumomab o inotuzumab ozogamicina en algún momento antes de la infusión de tisagenlecleucel. La mediana del porcentaje de blastocitos de médula ósea directamente antes de la perfusión fue del 2% (rango, 0-100%); un tercio de los pacientes tenían >5% de blastocitos medulares, con una mediana de porcentaje de blastocitos del 48% (rango, 6-100%). La ORR fue del 86%, comparable a la de ELIANA (12). Entre los pacientes que lograron RC, 34 (16%) se sometieron a TCMH mientras estaban en remisión para la consolidación; otros 21 pacientes fueron trasplantados por recaída de la enfermedad. En los subgrupos de pacientes que recibieron tratamiento previo con blinatumomab (n = 37) o inotuzumab ozogamicina (n = 26), la RRC fue del 78 y 65%, respectivamente. Cabe destacar que el 46 y el 62% de los pacientes que recibieron blinatumomab o inotuzumab ozogamicina, respectivamente, experimentaron fracaso del tratamiento, recaída y/o murieron de LLA durante una mediana de 10,9 meses de seguimiento.
CAT CAR-T (Células T CAR anti-CD19 de baja afinidad)
Con el objetivo de mejorar aún más la eficacia y prolongar la persistencia de las células T CAR CD19 mediante la modulación de la afinidad de unión al antígeno cognado, se desarrolló un SCFv CD19 denominado «CAT» en el University College London / Great Ormond Street Hospital for Children, Reino Unido, con una afinidad sustancialmente (>40 veces) menor a CD19 que el FMC63 scFv (25 ). Este CAR de baja afinidad CD19 con una estructura por lo demás similar a tisagenlecleucel (región de tallo/transmembrana derivada de CD8, dominio coestimulador 4-1BB y cadena CD3ζ) mostró una disociación más rápida de CD19 que FMC63. Las células T que expresan el CAT CAR mostraron respuestas citotóxicas y proliferativas mejoradas in vitro en comparación con el CAR FMC63, posiblemente causadas por la activación seriada de células T debido a una interacción receptor-ligando más corta con señalización mejorada a través de vías proliferativas, disminución de la apoptosis y señalización de interleucina (IL)-7 (25). La seguridad y eficacia de CAT CAR-T se investigaron posteriormente en el estudio carpall de fase II (NCT02443831) en los que se infundieron 14 pacientes con R/R BCP-ALL, 10 (71%) después de la recaída posterior al TCMH (25). A los 3 meses, 12 pacientes (86%) habían alcanzado la RC molecular. En una mediana de seguimiento de 14 meses, cinco pacientes (36%) estaban vivos y libres de enfermedad. Utilizando criterios de supervivencia libre de eventos (SSC) en los que una recaída molecular se definió como un evento, la SSC fue del 55 y el 31% a los 6 y 12 meses, respectivamente. Es importante destacar que ningún paciente infundido se sometió a TCMH consolidativo o a una nueva infusión. Las células T CAT CAR fueron detectables por reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa (qPCR) en 11 pacientes (79%) en el último seguimiento, que fue de 24 meses después de la infusión en dos pacientes. La mediana de la duración de la persistencia de las células T CAT CAR en el corte de datos fue de 215 días (rango, 14-728 días). Aunque el diseño de CAT CAR de hecho resultó en una mediana de vida media prolongada de las células T CAR (34 días) en comparación con tisagenlecleucel [vida media mediana en los respondedores: 16,8 días (38)], la eficacia fue comparable entre los dos productos. Cabe destacar que 10 de los 14 pacientes infundidos con CAT CAR-T tenían enfermedad de bajo nivel (seis con enfermedad MRD positiva y cuatro con enfermedad MRD negativa en el momento de la linfodepleción), mientras que la principal causa de fracaso del tratamiento fue CD19− recaída, que se produjo especialmente en pacientes con una mayor carga tumoral.
Otros productos anti-CD19 CAR-T con un dominio coestimulador 4-1BB
El grupo de Seattle diseñó un producto CAR-T que consiste en CD19 (FCM63). CD28(dominio transmembrana).4-1BB. CD3ζ transdujo células T CD4 y CD8 autólogas utilizando una plataforma de lentivirus. Estas células se infundieron en una proporción definida de células T CD4:CD8 CAR 1:1 (39). En el estudio PLAT-02 Fase I (++++NCT02028455), 43 de los 45 pacientes inscritos con R/R BCP-ALL (mediana de edad 12,3 años, rango 1,3–25,4) (26) fueron infundidos con el producto CAR-T, 28 (62%) para la recaída posterior al TCMH. Siete pacientes habían recibido previamente una terapia dirigida a CD19: blinatumomab (n = 6) o células T CAR específicas de CD19 de segunda generación con CD28ζ como molécula coestimuladora (n = 1). La tasa de MRD-negativo CR por FCM el día 28 fue del 93%. En una mediana de seguimiento de 9,6 meses, 18 de los 40 pacientes que alcanzaron la RC posteriormente recayeron. La mediana de duración del BCA como marcador sustituto de la persistencia de las células T con CAR fue de 3 meses. Un factor de riesgo para la recaída con la enfermedad CD19 fue una duración más corta del BCA. Once pacientes (28% de los que respondieron) se sometieron a TCMH consolidativo. De los 29 pacientes no trasplantados, 13 permanecieron en remisión, mientras que 16 pacientes (55%) recayeron. Los factores que predijeron la persistencia del BCA fueron la carga de antígeno CD19 antes de la infusión (recuento de blastocitos y/o células B normales en la médula ósea) del >15% (mediana de persistencia 6,4 meses, en comparación con 1,7 meses para los pacientes con una carga de <15%), y el uso de quimioterapia linfodplente antes de la infusión. Cabe destacar que 10 pacientes recibieron re-infusiones CAR-T: ocho debido a la pérdida de BCA (dos de ellos células T CAR reinjertadas) y dos debido a la persistencia/reaparición de MRD; sin embargo, no se observó ningún efecto antileucémico.++
En el Hospital Clínic de Barcelona, se desarrolló un CD19 CAR-T denominado ARI-0001 para generar CAR-T asequible en las instituciones académicas. El CAR consiste en un scFv derivado del anticuerpo A3B1, una bisagra CD8 y una región transmembrana, 4-1BB y CD3ζ. Se utilizó un vector lentiviral y el dispositivo CliniMACS® Prodigy como plataforma de producción celular. En el ensayo CART19-BE-01 (NCT03144583)—uno de los primeros ensayos clínicos académicos europeos de CD19 CAR-T−47 pacientes con neoplasias malignas de células B fueron infundidos con ARI-0001, entre ellos 38 con R/R BCP-ALL (incluidos 11 niños) de los cuales el 87% tuvo recaída posterior al TCMH (28). La tasa de RC MRD negativa fue del 84%. Centrándose en los pacientes pediátricos, la SLP a 1 año y la SG a 1 año fueron del 82 y el 78%, respectivamente, y la probabilidad de ACV a 1 año fue del 48%. Ningún paciente se sometió a TCMH consolidativo. Se administraron re infusiones a seis pacientes, ya sea por recaída o pérdida de BCA, sin eficacia clínicamente significativa o sostenida.
Aún no se han realizado estudios que comparen directa o prospectivamente los productos CAR-T 4-1BB desarrollados en Seattle y Barcelona y tisagenlecleucel.
Productos ANTI-CD19 CAR-T con un dominio coestimulador CD28
En el NCI, se desarrolló un CAR con un dominio coestimulador CD28 (CD19.28ζ CAR) (40). Esto consiste en un scFv anti-CD19 derivado de FMC63, una porción de la molécula humana CD28 como dominio transmembrana y coestimulador, y CD3ζ como el dominio de señalización intracelular. Utilizando γ-retrovirus para la transducción de células T autólogas, se probó clínicamente en un estudio de Fase I (NCT01593696) en el que se infundieron 20 pacientes con BCP-ALL de 4 a 27 años de edad (18). Catorce pacientes (70% de todos los pacientes con BCP-ALL inscritos e infundidos, con intención de tratar) respondieron con RC en el día 28; 12 también fueron MRD negativos. Todos los respondedores fueron candidatos por protocolo para el TCMH consolidativo. Diez pacientes se sometieron a TCMH (mediana de tiempo hasta TCMH, 51 días) mientras estaban en remisión MRD negativa inducida por CAR. Todos permanecieron libres de enfermedades. Dos pacientes fueron considerados no elegibles para el TCMH; ambos recayeron con CD19− leucemia a los 3 y 5 meses. La tasa de supervivencia libre de leucemia en los 12 pacientes que lograron RC MRD negativa fue del 79%. La SG en una mediana de seguimiento de 10 meses fue del 52%. Tres pacientes recibieron segundas infusiones de linfocitos T CAR CD19.28ζ para BCP-ALL residual o recurrente; ninguno tuvo respuestas objetivas. Trece respondedores tenían signos de recuperación de células B en el día 28 como marcador de la contracción de las células T con CAR. No se detectaron células T CAR más allá del día 68 en ningún paciente. En el reciente informe a largo plazo sobre 50 pacientes pediátricos y AYA infundidos con una mediana de seguimiento de 4,8 años (27), 28 (56%) lograron RC MRD negativa en el día 28. De ellos, 21 procedieron al TCMH, de los cuales dos recayeron. Sin embargo, la SSC a 5 años después del TCMH fue del 62%, con la mayoría de los eventos atribuibles a la mortalidad relacionada con el tratamiento. El ensayo demostró que la terapia secuencial con células T CD19.28ζ-CAR y TCMH en pacientes que respondieron puede mediar en el control duradero de la enfermedad.
En el Memorial Sloan Kettering Cancer Center, se desarrolló otro CAR basado en CD28 de segunda generación (denominado 19-28ζ); este gen se transduce retroviralmente en células T autólogas y se infunde después de la linfodepleción con ciclofosfamida sola (41). En un estudio pediátrico y de fase I de AYA (NCT01860937), se infundieron 25 pacientes con una mediana de edad de 13,5 años (rango, 1-22,5), cinco para la recaída posterior al TCMH (16). La tasa general de RC en el día 28 fue del 75% (18 de 24 pacientes evaluables) y 16 (89%) fueron MRD negativos. Los 18 respondedores fueron candidatos por protocolo para el TCMH consolidativo y 15 (83%) se sometieron al TCMH. Con una mediana de seguimiento de 8 meses (29 meses en los respondedores), ocho pacientes (53%) estaban vivos y libres de enfermedad después de car-T consolidado por HSCT; los tres socorristas que no se sometieron al TCMH recayeron y murieron.
Finalmente, en un informe del Centro Médico Sheba en Israel, las células T CAR con un scFv derivado de FMC63, un dominio coestimulador CD28 y un dominio de señalización CD3ζ se produjeron internamente y se infundieron en 21 pacientes después de la linfodepleción con fludarabina y ciclofosfamida (estudio de fase Ib / II, NCT02772198) (17). La mediana de edad fue de 11 años (rango, 5-48), y 10 pacientes habían recaído después de un TCMH previo. Todos los pacientes que respondieron fueron candidatos por protocolo para el TCMH consolidativo, independientemente del TCMH anterior. Dieciocho de los 20 pacientes (90%) que sobrevivieron hasta el día 28 después de la infusión de CAR-T estaban en RC; 11 de los 14 pacientes evaluables fueron MRD negativos. La mediana de persistencia de las células T CAR (medida por qPCR en sangre periférica) fue de 23 días. Catorce de los 18 socorristas se sometieron a un TCMH consolidativo. Con una mediana de seguimiento de 9 meses desde la infusión celular, 14 pacientes estaban vivos y libres de enfermedad, 12 habían recibido TCMH y dos no fueron trasplantados. La SSC estimada a 1 año fue del 73% y la SG fue del 90%.
Productos CAR-T dirigidos a CD22
El NCI y otros grupos han desarrollado CAR dirigidos a CD22 como un antígeno alternativo en pacientes con LLA-BCP que no responden o recaen después de estrategias dirigidas a CD19, particularmente aquellos con CD19− enfermedad. En un ensayo de fase I en el NCI (NCT02315612), un CAR que contenía una región scFv anti-CD22 totalmente humanizada, un dominio transmembrana CD8α, un dominio coestimulador 4-1BB y CD3ζ (CD22.BB.z) fue transducido por lentivirus en células T autólogas. Veintiún pacientes fueron infundidos; la mediana de edad fue de 19 años (rango, 7-30 años) (29). Es importante destacar que todos los pacientes se habían sometido a ≥1 antes del TCMH; 17 habían recibido inmunoterapias dirigidas por CD19 previamente, incluidos 15 que habían recibido CD19 CAR-T; y 10 pacientes tenían CD19− o enfermedad disminuida por CD19. Las células T CAR CD22 fueron detectables en la sangre de 19 de 21 pacientes infundidos, alcanzando su punto máximo el día 14 y permaneciendo detectables en siete de nueve pacientes evaluados 3 meses después de la infusión, en dos de tres pacientes evaluados a los 6 meses, un paciente evaluado a los 9 meses y un paciente evaluado a los 18 meses. Doce pacientes (57%) alcanzaron RC y nueve fueron MRD negativos. Las respuestas variaron según la dosis celular infundida, con tasas de respuesta comparables a los resultados informados con CD19 CAR-T cuando se aplicó la dosis recomendada de Fase II [11 de 15 (73%) pacientes lograron RC]. Lo más importante es que no hubo evidencia de que la inmunoterapia previa dirigida por CD19 o la disminución de la expresión superficial de CD19 impactaran en la respuesta a CD22 CAR-T. Sin embargo, ocho de los 12 respondedores recayeron de 1,5 a 12 meses (mediana, 6 meses) después de la infusión de CD22 CAR-T, y las recaídas en siete pacientes siguieron una disminución de la expresión superficial de CD22 y la densidad del sitio, muy probablemente debido a cambios post-transcripcionales en los niveles de proteína CD22.
En una actualización del mismo ensayo (30), el proceso de fabricación se refinó para incluir la selección de células T CD4 / CD8 de todo el material de aféresis inicial y un ajuste de la dosis a niveles más bajos debido al aumento de las respuestas inflamatorias causadas por la selección. Se informaron cincuenta y ocho pacientes infundidos (mediana de edad de 17,5 años, rango de 4,4 a 30,6 años), de los cuales 55 tenían BCP-ALL y eran evaluables para la respuesta. Cuarenta pacientes (73%) alcanzaron RC y 35 (64%) fueron MRD negativos por FCM. Los pacientes que habían recibido terapia previa dirigida a CD22 (ya sea inotuzumab ozogamicina o un CD22 CAR-T) tenían tasas más bajas de RC negativa a MRD, y el 50% de estos pacientes recayeron con enfermedad disminuida / negativa de CD22. Trece pacientes procedieron al TCMH, incluidos todos los que habían logrado RC MRD negativa y no habían sido trasplantados antes (excepto un paciente con hemorragia intracraneal). La mediana de tiempo desde la infusión de CAR-T hasta el TCMH fue de 72 días (rango, 49-126 días). En general, 30 de los 45 respondedores recayeron, seis de ellos después del TCMH. La mayoría de las recaídas fueron de CD22++−enfermedad negativa/disminuida. Veintiún pacientes estaban vivos en una mediana de seguimiento de 9,7 meses; 11 de ellos estaban en remisión, tres de los cuales habían recibido terapia adicional para una recaída posterior a la infusión. Un paciente tenía RC en curso >3,5 años después de la infusión. De interés, nueve pacientes recibieron una segunda perfusión: seis para la recaída de CD22 después de lograr la RC y tres para la expansión limitada de células T CAR después de la primera infusión. Con la intensificación del agotamiento de los linfocitos a los 4 días (fludarabina/ciclofosfamida), tres de cada cinco (60%) pacientes respondieron a una segunda infusión en comparación con uno de los cuatro (25%) después de la linfodepleción a los 3 días.+
Productos CAR-T disponibles comercialmente
A partir de septiembre de 2021, tisagenlecleucel seguía siendo el único CAR-T aprobado por la FDA y la EMA para pacientes pediátricos y AYA con R / R BCP-ALL. No obstante, y en aras de la exhaustividad, varios otros productos CAR-T han alcanzado la autorización de comercialización para indicaciones distintas de la LLA-BCP en adultos (Cuadro 2): axicabtagene ciloleucel (Kite Pharma), brexucabtagene autoleucel (Kite Pharma), lisocabtagene maraleucel (Juno Therapeutics) e idecabtagene vicleucel (Bluebird Bio/BMS) (42–49). Algunos de estos productos están actualmente en investigación por su eficacia y seguridad en BCP-ALL en pacientes pediátricos y AYA.
Cuadro 2
Productos CAR-T con autorización de comercialización aprobada (a más tardar en julio de 2021).
Medicamento (empresa, nombre comercial)
Desarrollo de construcción de CAR
Diseño CAR, transducción
Indicaciones aprobadas actuales
Año de aprobación
Estudio histórico
Tisagenlecleucel (Novartis, KYMRIAH®)*
Hospital de Niños de Filadelfia / Universidad de Pensilvania
†Actualmente en investigación en ensayos clínicos para BCP-ALL pediátrica/AYA.
AYA, adolescentes y adultos jóvenes; BCP-ALL, precursor de células B leucemia linfoblástica aguda; BCMA: antígeno de maduración de células B; CAR-T, terapia de células T con receptor de antígeno quimérico; DLBCL: linfoma difuso de células B grandes; EMA, Agencia Europea de Medicamentos; FDA, Administración de Alimentos y Medicamentos (EE.UU.); PMBCL: linfoma mediastínico primario de células B grandes; R/R, recidivante o refractario.
Factores que influyen en la eficacia a largo plazo
En los últimos años, se han dedicado importantes esfuerzos al desarrollo y optimización de células T CAR redirigidas contra BCP-ALL. Se presta especial atención a aumentar la duración de la remisión, dirigirse a nuevos subtipos de enfermedades (por ejemplo, LLA infantil) y disminuir la toxicidad.
Los datos actualmente disponibles sobre CAR-T en BCP-ALL pediátrica apuntan hacia varios factores previos a la infusión que afectan a la eficacia antileucémica a largo plazo de una infusión car-T y, por lo tanto, a la decisión de consolidar o no por TCMH. En general, los atributos relacionados con el producto, los factores inherentes al paciente y las terapias previas a la infusión (por ejemplo, inotuzumab ozogamicina, blinatumomab y linfodepleción) pueden tener un impacto en la eficacia y persistencia de las células T CAR, como se resume en la siguiente sección.
CAR Design
Results obtained in early clinical studies with so-called first-generation CD19 CAR-T, which contained the ζ chain of the CD3/T-cell receptor (TCR) complex as the only signalling domain (Figure 1A), proved the feasibility of the CAR approach but could not demonstrate objective anti-tumour effects or the persistence of cells after infusion [for a review, see Boyiadzis et al. (50)]. Therefore, second-generation CARs were designed and investigated to incorporate costimulatory endo-domains, mainly CD28 or 4-1BB. These second-generation CAR T cells exhibit less T-cell anergy, have potent anti-tumour activity, secrete significant amounts of cytokines and enhance cell persistence in vivo.
Early results of the clinical trials using these CD19 CARs demonstrated a prolonged persistence of constructs encoding the 4-1BB costimulatory domain compared with those incorporating the CD28 costimulatory domain (13, 18, 41, 51–53). In 2015, Long et al. (54) revealed the different molecular impacts of these two costimulatory molecules and showed that CD28 can augment whereas 4-1BB reduces T-cell exhaustion and thereby induces a longer persistence of CAR T cells. Their analyses together with previous reports also underline that the three-dimensional design of the CAR is crucial, if not essential, for correct, more physiological and potent T-cell activity. In fact, not only the costimulatory molecules impact on functionality: the hinge, transmembrane domain and linker also influence it deeply; thus, when CARs without identical hinge and transmembrane domains were compared, differences in CAR T-cell function could be attributed to variations in the hinge and transmembrane domain rather than to differences between the activity of the CD28 and 4-1BB costimulatory domains (55–58). Later in 2018, Quintarelli et al. (59) demonstrated that these effects can be modulated by the administration of IL-7/IL-15 to the T-cell culture and depend on the three-dimensional CAR conformation and scFv used.
Recent meta-analyses of CD19 CAR-T clinical trials did not find statistically significant differences in long-term efficacy (e.g., 1-year PFS) between CD19 CAR T cells containing a CD28 or 4-1BB costimulatory domain (10, 60); however, the analysis was limited by the inclusion of third and fourth generation CARs and confounding was introduced by substantial imbalances between groups in the use of consolidative HSCT, ranging from 0 to 33% (61). However, a difference was observed in the ability to induce MRD-negative remission post-infusion in favour of CAR T cells containing a 4-1BB costimulatory domain (60). Rates of cytokine release syndrome (CRS) varied across trials in the meta-analysis, with no clear association depending on whether a CD28- or a 4-1BB-containing CAR was used (60). Neurotoxicity (immune-effector-cell–associated neurotoxicity syndrome: ICANS) of grade ≥3 did not differ between CD28- and 4-1BB CARs in ALL trials (60).
Los CAR de tercera generación combinan dominios coestimuladores (Figura 1A), pero existen datos muy limitados sobre su uso en BCP-ALL. Un estudio clínico de Fase I/IIa realizado por Enblad et al. exploró la posibilidad de mejorar la persistencia y la actividad de las células T CAR utilizando una tercera generación de CD19 CAR que codifica cd28 y moléculas coestimuladoras 4-1BB (62). Dos de cada cuatro pacientes con LLA respondieron. Curiosamente, en un ensayo clínico de Fase I en linfoma no Hodgkin (LNH) de células B adultas R/R CD19, se infundieron simultáneamente dos productos celulares diferentes en cada paciente: uno transducido con un CAR CD19 de segunda generación que contiene un dominio coestimulador (CD28) y otro con un CAR CD19 de tercera generación que codifica los dominios coestimuladores CD28 y 4-1BB (+NCT01853631). Las células que contenían el CAR de tercera generación tenían una expansión superior y una persistencia más larga que las células que contenían el CAR de segunda generación. Esta diferencia fue más pronunciada en pacientes con baja carga de enfermedad en infusión y pocas células B CD19 circulantes normales, un grupo en el que las células T CAR CD19 de segunda generación tenían una expansión y persistencia limitadas. A partir de ahora, en el número muy limitado de pacientes con BCP-ALL tratados con células T CAR de tercera (62) o cuarta generación (63-66) (principalmente en estudios de Fase I), la SLP a 1 año fue sustancialmente menor que la observada con construcciones de dominios coestimuladores únicos de 4-1BB o CD28. Sin embargo, estas comparaciones podrían estar sesgadas por el número muy limitado de pacientes analizados, así como por las diferencias en los criterios de inclusión, el éxito de fabricación, el tiempo de fabricación y el preacondicionamiento entre los estudios. En el momento de redactar este informe, no se estaba llevando a cabo ningún ensayo de CAR-T de tercera o cuarta generación en la LLA-BC pediátrica.+
Varios estudios preclínicos y clínicos han subrayado que un mecanismo potencial de fracaso car-T es la presencia de un microambiente tumoral inmunosupresor, lo que plantea un desafío significativo para la eficacia de CAR-T en BCP-ALL y otras neoplasias malignas (67-71). Para superar el microambiente tumoral hostil, se están desarrollando construcciones «CAR blindadas» (CAR de cuarta generación), que tienen como objetivo proteger y mejorar la persistencia y eficacia de las células T CAR (Figura 1B) (72–76).
Debido a la estricta restricción del linaje de CD19 al compartimento de células B, este antígeno ha sido hasta ahora el objetivo más atractivo en BCP-ALL. Como se resume en Cuadro 3, diferentes scFv derivados de los murinos FMC63, SJ25C1 u otros anticuerpos o anticuerpos monoclonales humanizados dirigidos a CD19 han sido explorados por diferentes grupos (11–13, 16, 18, 22, 25, 29, 30, 41, 52, 62, 77–93, 95–108 ). A pesar de que la mayoría de los ensayos clínicos utilizaron un FMC63 scFv, un metanálisis extenso reciente no reveló diferencias estadísticas entre los diferentes scFv en términos de eficacia a largo plazo (60). Para reducir el ICANS y el CRS y disminuir el agotamiento de las células T, Ghorashian et al. (25) diseñaron e investigaron un CD19.scFv de baja afinidad (CAT CD19 CAR-T, Figura 1A), como se ha comentado anteriormente. Por último, se está llevando a cabo la estrategia de scFvs humanizados para evitar la activación del sistema inmune del paciente contra las partes murinas de la CAR y el posterior rechazo de las células y la persistencia a corto plazo (109).
Cuadro 3
Descripción general de los ensayos clínicos para neoplasias malignas de células B utilizando la tecnología CAR.
A, Adult; Allo, allogeneic; Auto, autologous; B, B-cell precursor acute lymphoblastic leukaemia; CAR, chimeric antigen receptor; C, chronic lymphoblastic leukaemia; H, Hodgkin lymphoma; IgG4, immunoglobulin 4; iPSC, induced pluripotent stem cells; MM, multiple myeloma; N, non-Hodgkin lymphoma; NK, natural killer; NR, not reported; P, Paediatric; yA: young adult.
Some groups have focused on B-cell targets other than CD19, e.g., CD20 (94, 110) and CD22 (Figure 1C). As discussed in a previous section, Shah et al. recently reported the results of a clinical trial exploring the efficacy of CD22 CAR-T encoding 4-1BB as the costimulatory molecule in patients who failed treatment with a CD19 CAR-T (NCT02315612) (30).
To avoid tumour escape mechanisms by antigen loss (111–113), several groups are now investigating the use of bispecific CARs to target BCP-ALL (CD19/CD20 and CD19/CD22) (94, 114, 115) (Figure 1D). Until now, no validated data have been obtained in paediatric patients or AYA with BCP-ALL to prove the safety or superiority in terms of the long-term outcome of targeting another antigen in addition to CD19; however, data in adult ALL and lymphoma have emerged (94, 115). In a Phase I dose-escalation study carried out by Shah et al. (94), the authors demonstrated that in adult B-cell NHL and chronic lymphocytic leukaemia, bispecific CD19/CD20 CAR T cells were able to prevent antigen loss and achieve 64% CR and 18% partial response (PR) at day 28. The ORR was 100% (92% CR and 8% PR) in patients who received the final target dose of 2.5 × 106 of non-cryopreserved CAR T cells/kg (94). No CD19− relapses were observed, demonstrating that the bispecific construct avoided immunological pressure on tumour cells. In contrast, in a Phase I study by Spiegel et al. (115), bispecific CD19/CD22 CAR-T in adult B-ALL and large B-cell lymphoma (LBCL) was not able to overcome CD19 antigen loss. Despite a response rate of 100% in B-ALL (CR) and 62% in LBCL (PR/CR) and low toxicity, 50 and 29% of the relapses in the B-ALL and LBCL cohorts, respectively, were CD19−/low whereas none were associated with CD22−/low disease.
Los resultados de ensayos clínicos adicionales que exploran los CAR biespecíficos dilucidarán si tales células CAR-T podrían proporcionar una mejor opción que las células T CAR dirigidas a un solo antígeno para sustituir el TCMH. Por el contrario, también se podría explorar una nueva estrategia no HSCT en la que los pacientes que son MRD positivos después de CD19 CAR-T reciben células T CAR mono o biespecíficas dirigidas a antígenos distintos de CD19 utilizando un producto celular alogénico.
Para introducir el constructo CAR en las células efectoras inmunes, se han utilizado diferentes plataformas para la transferencia de genes CAR, incluida la electroporación (basada principalmente en el sistema de transposones), así como vectores lentivirales y retrovirales (Figura 3). Con base en los datos publicados hasta el momento, no se ha documentado ninguna diferencia en el resultado clínico que revele la superioridad de una de estas técnicas; sin embargo, solo se puede lograr la expresión transitoria de CAR después de la electroporación de plásmidos que no involucran la plataforma de transposones. A pesar de que las tres técnicas se utilizan comúnmente para generar productos CAR autólogos y alogénicos de grado clínico, la evidencia reciente enfatiza un punto de precaución con respecto al potencial oncogénico de los sistemas de transposones (piggyBacs) con los primeros 2 casos de linfoma maligno derivado de células T modificadas genéticamente con CAR que se describen (116, 117 ). El análisis molecular de estas células transformadas reveló un alto número de copias de transgenes, pero ninguna inserción en oncogenes típicos. También se detectaron cambios estructurales como alteración del número de copias genómicas y mutaciones puntuales no relacionadas con los sitios de inserción. Además, un análisis del transcriptoma mostró una regulación al alza impulsada por el promotor de transgénes de la transcripción de las regiones circundantes a pesar de las secuencias aislantes alrededor del transgén.
Estrategias para generar productos de células T receptoras de antígeno quimérico (CAR) y asesinas naturales (NK). Las construcciones CAR se pueden generar utilizando plataformas virales (lentivirus y retrovirus) y no virales (sistema de transposones). El constructo puede incluir otros elementos además del CAR para aumentar la eficacia a largo plazo y la aplicación clínica. Por ejemplo, es posible incluir la expresión de citoquinas como la interleucina (IL)-12, IL-15 o IL-18 para mejorar la persistencia o las herramientas de edición de genes para abrogar la expresión de proteínas endógenas como los elementos del receptor de células T (TCR) o CD52. Estas construcciones se pueden utilizar para modificar genéticamente las células T o NK autólogas y alogénicas. Imagen creada con BioRender.com.
Con respecto a las plataformas que utilizan lentivirus o retrovirus, hasta el momento no se ha registrado evidencia de virus competente para la recombinación o transformación tumoral después de la infusión de células T con CAR (118, 119). Sin embargo, en las primeras experiencias clínicas a principios de la década de 2000 con vectores retrovirales de primera generación utilizados para transducir de manera estable las células madre CD34 en pacientes con inmunodeficiencia combinada grave ligada al cromosoma X, la LLA de células T ocurrió en seis de cada 20 pacientes 2-14 años después del tratamiento (120-122). Sobre la base de estos eventos, la FDA publicó una guía para monitorear lotes de vectores clínicos, productos celulares manufacturados y pacientes después de la infusión utilizando pruebas biológicas o basadas en PCR para detectar retrovirus (RCR) y lentivirus (RCL) competentes para la replicación. En las dos décadas transcurridas desde que se publicó esa guía, los diseños de líneas celulares de empaquetamiento retroviral y vectores han minimizado la homología entre las secuencias celulares vectoriales y de empaquetamiento y han segregado los genes de empaquetamiento, de modo que la generación de un RCR es extremadamente improbable. La segregación de los componentes vectoriales en cuatro plásmidos para la producción lentiviral ha asegurado de manera similar que, hasta la fecha, la generación de RCL sigue siendo solo una posibilidad teórica (123).+
Sin embargo, el escenario cambia y se vuelve más complicado y, por ahora, impredecible cuando las células T primarias sufren varias modificaciones genéticas, por ejemplo, la transducción CAR lentiviral y la edición del gen TALEN utilizada para interrumpir el receptor de células T α gen y reducir la incidencia de la enfermedad de injerto contra huésped (EICH). Recientemente, el estudio ALLO-501A (Allogene) se detuvo debido a una anomalía cromosómica detectada en un paciente con linfoma folicular transformado en estadio IV con un reordenamiento c-myc.
Para mejorar el perfil de seguridad de CAR-T y generar una herramienta para mitigar/abrogar los efectos secundarios, se han desarrollado y validado enfoques basados en genes que incluyen: caspasa inducible + AP1903, virus del herpes simple timidina quinasa + ganciclovir, receptor truncado del factor de crecimiento epidérmico + cetuximab y CD20 + rituximab (Figura 1E) (124–127).
Características del producto CAR-T
Aunque está registrado por la FDA y la EMA como medicamento, las características de un producto CAR-T son muy diferentes a las de un medicamento convencional. La variabilidad entre los productos individuales puede afectar el resultado. La dosis celular, la eficiencia de transducción, la viabilidad celular y la potencia varían entre los productos.
La dosis celular aprobada de tisagenlecleucel es de 0.2–5.0 × 106 Células T CAR por kg de peso corporal para pacientes <50 kg y 0.1–2.5 × 10+8 para pacientes que pesan >50 kg. Un análisis combinado de tres ensayos de tisagenlecleucel sugirió una correlación positiva entre la dosis de células infundidas y la probabilidad de respuesta en pacientes con LLA (38, 128). El análisis de regresión logística mostró que una duplicación en la dosis ajustada por peso se asoció con un aumento del 97% en las probabilidades de respuesta (38). Para los pacientes que pesaron >50 kg, el análisis mostró una menor probabilidad de respuesta con dosis <2,0 × 106 células T CAR viables/kg, y la probabilidad de respuesta se estabilizó con dosis más altas (38). Sin embargo, los estudios no tuvieron poder estadístico para detectar las correlaciones dosis-respuesta, y pocos pacientes fueron infundidos con dosis celulares en el rango muy bajo. En la práctica clínica estadounidense, la dosis media de células de los productos comerciales de tisagenlecleucel informada por Pasquini et al. fue menor que la de los ensayos pivotales (24). Sin embargo, todos los productos tenían recuentos celulares dentro del rango de dosificación aprobado y se observaron respuestas en todos los niveles de dosis sin una relación dosis-respuesta significativa entre los pacientes con LLA. En conjunto, no se puede excluir completamente un impacto de la dosis celular en el resultado clínico. Se aconseja dirigirse al extremo superior del rango de dosis e infundir la dosis más alta alcanzable para cada paciente (38).+
La baja eficiencia de transducción fue un talón de Aquiles y una limitación en los primeros ensayos clínicos, lo que significa que era necesario infundir un mayor número de células T activadas y expandidas. Además, los investigadores coincidieron en que el nivel de transducción era un factor limitante en la comparación de los resultados de diversos estudios clínicos; por lo tanto, los estudios actuales están diseñados para infundir un número definido de células T modificadas genéticamente en función del peso o el área de superficie corporal. Sin embargo, en los últimos años han surgido importantes resultados que destacan que no solo la eficiencia de transducción juega un papel importante en la eficacia de la terapia, sino también el número de moléculas/células (129) y la avidez del CAR (25).
La viabilidad celular del producto comercial CAR-T también se ha investigado y comparado con los datos publicados de los ensayos de registro. El límite inferior aceptable para tisagenlecleucel en el contexto posterior a la comercialización se establece en un 70% de viabilidad por la EMA y un 80% por la FDA. Los productos que no cumplan estos criterios pueden publicarse como productos fuera de especificación (OOS) según la evaluación caso por caso. Los registros posteriores a la comercialización recopilan datos sobre los pacientes que reciben infusiones de OOS. No se ha demostrado ninguna relación entre la viabilidad celular <80 u ≥80% en los productos liberados y el resultado clínico (24, 130). Sin embargo, la viabilidad celular fue menor en los productos del mundo real en comparación con los productos de los ensayos iniciales, cuya causa no está clara actualmente (24). Será esencial combinar los datos clínicos recopilados por los sitios de tratamiento con las características del producto para aclarar aún más el impacto.
Se han realizado varios esfuerzos para establecer nuevas estrategias de grado clínico para mejorar la aptitud metabólica de las células T CAR in vivo (131) y, por lo tanto, la persistencia. Weber et al. (132) describieron una estrategia para bloquear transitoriamente («reposo») la señalización tónica CAR. La inducción de un estado de reposo mediante la regulación a la baja de la proteína CAR forzada utilizando un sistema regulable por fármacos o el tratamiento con el inhibidor multiquinasa dasatinib dio como resultado un fenotipo similar a la memoria, reprogramación transcripcional y epigenética a gran escala y restauración de la funcionalidad antitumoral en células T CAR agotadas. Alternativamente, otros grupos proponen reprogramar epigenéticamente las células T CAR a nivel metabólico durante su fase de producción utilizando ácidos grasos de cadena corta y terapias epigenéticas para superar las barreras que limitan la efectividad de las células T CAR (particularmente el microambiente tumoral inmunosupresor) y aumentar las células T CAR en términos de eficacia a largo plazo (131, 133-135).
Expansión de células T CAR y área bajo la curva
Como fármaco vivo, las células T CAR experimentan expansión y persisten in vivo, lo que determina la exposición general de células T CAR en un paciente individual, por ejemplo, durante los primeros 28 días después de la infusión (AUCd1−28). En un estudio de Mueller et al. (38) que combinó datos farmacodinámicos de tisagenlecleucel de ELIANA y ENSIGN, los respondedores tuvieron un C significativamente mayor.máximo (expansión máxima [pico] de tisagenlecleucel) y AUCd1−28 en comparación con los no respondedores. Los pacientes que recayeron <6 meses después de la infusión tuvieron una pérdida rápida de tisagenlecleucel en comparación con los pacientes con SSC ≥6 meses. Las recaídas de CD19 se asociaron con una menor expansión y una pérdida más rápida de la expresión transgénica que la observada en pacientes con una respuesta sostenida. Pacientes con un CD19+− la recaída tuvo niveles de transgénicos comparables con los de los pacientes con respuestas sostenidas.
Fuente de células T
Material de partida autólogo vs. derivado del donante en un entorno posterior al trasplante
Los resultados para los pacientes pediátricos y los AYA con recaída de la LLA después del TCMH siguen siendo deficientes (136). Si bien CD19 CAR-T ofrece tasas de remisión temprana prometedoras, el control de la enfermedad a largo plazo se logra en <50% de los pacientes y es especialmente pobre cuando la recaída ocurre poco después del TCMH. En los pacientes que reciben CAR-T después de un TCMH reciente, las células T recolectadas para la fabricación de células T CAR se derivan del aloinjerto. Existe evidencia de que, poco después del TCMH, tales células T injertadas podrían no funcionar bien como material de partida «autólogo» (18), por razones que incluyen la exposición a ATG/Campath durante el acondicionamiento, la profilaxis reciente de la EICH y/o el tratamiento de la EICH o el deterioro cualitativo debido al injerto reciente en el receptor. Por lo tanto, cuando las células T CAR se administran después de un TCMH alogénico, el injerto también permitiría el uso de células T «sanas» cosechadas directamente del donante, lo que podría ser un mejor material de partida para la generación de células T CAR. Una búsqueda en ClinicalTrial.gov reveló dos ensayos en curso que utilizaron células T CAR CD19 derivadas de donantes después del TCMH (NCT02050347 y NCT01430390). Si bien ambos ensayos administrarán células T CON CAR CD19 que albergan CD28 como dominio coestimulador, solo uno utilizará células T específicas del virus de Epstein-Barr como material de partida para reducir el riesgo de EICH.
Se dispone de pocos datos que aborden el riesgo de EICH asociado con la infusión de células T CAR alogénicas derivadas de donantes. El primer estudio que utilizó células T CAR CD19 multivirus específicas de donantes fue publicado por Cruz et al. (106). La idea era reducir el potencial aloreactivo de las células T derivadas de donantes mediante la selección y expansión de células T con un TCR endógeno específico del virus, lo que, debido a su especificidad TCR y fenotipo experimentado, reduciría el riesgo de EICH y promovería la persistencia de las células T CAR. Si bien no se observó EICH o CRS, las células T CAR de hecho se expandieron tras la infección o reactivación viral; curiosamente, en este estudio, la expansión de las células T CAR no causó BCA, lo que sugiere una eficacia deteriorada de las células T CAR cuando se activa a través de TCR endógeno. El primer informe que utiliza células T CAR alogénicas no específicas del virus derivadas de donantes fue publicado por Kochenderfer et al. describiendo los resultados de 10 pacientes con neoplasias malignas de células B recidivantes después del TCMH (103). Ninguno de los pacientes que recibieron células T CAR CD19 derivadas de donantes desarrolló EICH. Sin embargo, los pacientes no recibieron linfodepleción antes de la infusión de células T con CAR y la tasa de respuesta fue muy baja, con solo tres pacientes respondiendo. Tres años más tarde, en un informe actualizado de este ensayo que describía los resultados en 20 pacientes, ninguno había experimentado EICH (137). Un informe publicado recientemente por Zhang et al. describió los resultados de 43 pacientes con una neoplasia maligna de células B que recayeron después del TCMH y tratados con células T CAR CD19 derivadas de donantes de hermanos idénticos al antígeno leucocitario humano (HLA) o parientes compatibles con el haplotipo HLA (138). Mientras que el SRC y las tasas de respuesta fueron bastante altas (88 y 79%, respectivamente), solo dos pacientes desarrollaron EICH aguda de grado ≥2. Este estudio sugiere que el CD19 CAR-T derivado del donante es seguro y efectivo y podría ser una opción de tratamiento para los pacientes que recaen temprano después del TCMH.
Celdas CAR de terceros
El uso de células efectoras inmunes de terceros como material de partida derivado, por ejemplo, de células asesinas naturales (NK) (NCT03056339, NCT04245722), células T NK invariantes (NCT03774654), células T γ/δ (139) (NCT04107142), y α/β células T eliminadas para la cadena de α TCR y CD52 (NCT04150497, NCT03398967) representa una opción atractiva y fácilmente disponible («universal») para todos los pacientes cuyos linfocitos no pudieron ser recolectados (a tiempo) o para quienes la producción autóloga falló. Además, la transducción de una célula leucémica y, como resultado, la expansión de los blastocitos leucémicos que expresan CAR CD19 después de la infusión se ha descrito como un evento raro después de la leucoféresis autóloga (140). Diferentes grupos están trabajando en el desarrollo y validación de plataformas alogénicas de células CAR de terceros con el objetivo de superar algunas de las principales limitaciones clínicas y económicas observadas utilizando células T autólogas, incluidos los desafíos de la leucoféresis y la fabricación ad hoc.
En un estudio de Fase I que evaluó las células T CAR CD19 universales editadas genéticamente, se infundieron siete niños y 14 adultos con R/R BCP-ALL (101). El perfil de toxicidad, incluidos CRS, ICANS y citopenias, y las tasas de respuesta en el día 28 fueron comparables a las de los productos autólogos, y la interrupción del locus de la cadena TCR α / β de hecho previno efectivamente la alorreactividad contra el huésped (EICH aguda). Sin embargo, la persistencia de las células T CAR CD19 universales fue corta, incluso después de una profunda linfodepleción con fludarabina, ciclofosfamida y alemtuzumab, y las células persistieron más allá del día 28 en solo tres pacientes. Las estrategias de terceros podrían ofrecer terapias car más rentables, eficientes y accesibles; sin embargo, su rendimiento en comparación con otras estrategias de células T CAR, y la cuestión de las células T CAR de terceros que requieren consolidación por HSCT, aún deben investigarse en ensayos clínicos más grandes.
Factores relacionados con el paciente
Edad
El ensayo ELIANA excluyó a pacientes de ❤ años, pero ~ 6% de los pacientes en las cohortes del mundo real tenían ❤ años y estos pacientes tenían respuestas generales en línea con las de los niños mayores (24, 37). Un metanálisis realizado por Anagnostou et al. (60) que incluyó a 953 pacientes evaluables demostró tasas de RC comparables entre adultos y niños (adultos 75.3% y niños 80.5%, p = 0.24), pero significativamente mejores SG a 1 año en niños vs. adultos (69 vs. 53%, respectivamente; p < 0,01). La toxicidad del SRC en adultos tratados con una dosis única de tisagenlecleucel requirió adaptación a regímenes de dosis divididas (141). El impacto de la edad, especialmente en pacientes ❤ y >25 años, en el resultado y la toxicidad requerirá una mayor exploración, incluido el uso de datos del mundo real. El ensayo ZUMA-3 sobre axicabtagene ciloleucel incluyó a 71 adultos con R/R BCP-ALL. La edad no tuvo un efecto estadísticamente significativo sobre el criterio de valoración primario de CR/CRi (edad 18-39 años: 62%; edad 40-64 años: 71%; y edad ≥65 años: 100%). Además, la SSC de 6 meses y la SG de 12 meses fueron comparables entre los diferentes grupos de edad.
Carga tumoral en la perfusión
En todos los ensayos no se ha realizado sistemáticamente un recuento de blastocitos leucémicos en la médula ósea, u otras investigaciones para evaluar la carga de enfermedad leucémica justo antes de la perfusión; algunos evaluaron la carga de la enfermedad solo en el cribado, otros antes de la linfodepleción. Un recuento alto de blastocitos justo antes de la perfusión se ha correlacionado con una mayor probabilidad de recaída (37) y una menor SSC y SG en comparación con una baja carga de enfermedad (<5% de blastocitos de médula ósea) o enfermedad indetectable en la perfusión (142). Cabe destacar, CD19− las recaídas ocurrieron con mayor frecuencia en pacientes infundidos con mayor carga tumoral (37, 143). En particular, el ensayo PLAT-02 demostró una disminución de la persistencia de las células T CAR en pacientes con recuentos bajos (<15%) de CD19 en comparación con aquellos con recuentos >15% (26). Del mismo modo, en datos del mundo real reportados por Dourthe et al. (37), una mayor carga tumoral, independientemente del punto de corte utilizado (>50 o ≥1%), se asoció con una mayor persistencia de células T car pero un mayor riesgo de CD19+− recaída, mientras que una baja carga tumoral se correlacionó con una disminución de la persistencia y un mayor riesgo de recaída de CD19. Además, la recopilación sistemática de datos sobre la carga tumoral previa a la perfusión es necesaria para comprender completamente el impacto de la carga de CD19 antes de la perfusión sobre la persistencia y los resultados de CD19 CAR-T.++
Subgrupos genéticos
Otro subgrupo de pacientes más susceptibles a CD19− las recaídas son aquellas que albergan un reordenamiento del gen de la lisina metiltransferasa 2A (KMT2A, anteriormente conocido como MLL) (144). Además, el cambio de fenotipo a leucemia mieloide aguda (LMA) puede conducir al escape de antígenos (145). Los estudios demostraron un resultado variable en pacientes reordenados por KMT2A, potencialmente debido al bajo número de pacientes en cualquier estudio individual. La orientación del antígeno dual o la consolidación con el TCMH son opciones de tratamiento propuestas para mejorar la SSC en estos pacientes. Sin embargo, actualmente faltan datos para apoyar o probar la eficacia de estas estrategias. Para la discusión de CAR-T en pacientes con fusiones de genes de proteína de región cúmulo de punto de ruptura (BCR) y tirosina-proteína quinasa ABL1 (ABL1), vea el artículo complementario en este suplemento de Vettenranta et al. Los datos publicados en el mundo real no muestran diferencias en CIR, SSC u SG entre pacientes con o sin una lesión genética de alto riesgo (incluidos los reordenamientos KMT2A y las fusiones BCR-ABL1) (37).
Los niños con BCP-ALL recidivante y una mutación TP53 tienen un pronóstico sombrío con protocolos de tratamiento estándar e intensivo para la recaída (146), incluido el TCMH (147). CD19 CAR-T seguido de consolidación con TCMH se asoció con un peor pronóstico en pacientes con una mutación TP53 en comparación con pacientes con TP53 de tipo salvaje (148). CD19− se produjeron recaídas en este subgrupo a pesar de la consolidación con TCMH, lo que sugiere una excrecencia de CD19 refractario− clones presentes antes del TCMH (149, 150). Los estudios de registro podrían identificar otros subgrupos genéticos con menos o más probabilidades de responder a CAR-T.
Primary resistance to CAR-T occurs in 10–20% of paediatric patients and AYA with BCP-ALL. Singh et al. (151) used genome-scale knockout screening to identify mechanisms related to resistance. A decreased expression of the death receptor pathway resulted in reduced activation of CAR T cells. Bulk RNA expression analysis discriminated patients with a higher risk of non-response. If these data are confirmed, this subgroup of patients might benefit from primary HSCT instead of CAR-T.
Impact of Pre-treatment on Leukapheresis Feasibility and CAR-T Efficacy
Distinctive features of CAR T cells are that they: (1) need to be manufactured; and (2) are living cells. This means that certain drugs impairing the proliferation or survival of T cells [e.g., lympholytic/lymphotoxic chemotherapy, steroids, tyrosine kinase inhibitors, therapies for GvHD (e.g., calcineurin inhibitors) or lympholytic antibodies such as alemtuzumab and ATG] must be avoided not only immediately before or after CAR T-cell infusion (except if required for the management of severe CAR T-cell toxicities) but also before apheresis in order not to harm the starting material (T-cell numbers and quality in the apheresis product). Some manufacturers or protocols have strictly defined wash-out periods for such drugs prior to apheresis and infusion, ranging from few days to several months depending on each drug’s mode of action and half-life (152). Since apheresis timing often depends on a CAR T-cell production slot, especially if the manufacturer requires fresh starting material, and patients often need therapy for their rapidly progressive disease, wash-out periods can be challenging. Korell et al. analysed 75 unstimulated leukapheresis products from healthy donors (n = 30) and patients with BCP-ALL (n = 6) or lymphoma (n = 35) (153). They showed that sufficient lymphocyte yields for CAR T-cell production were feasible even for patients with low leukocyte counts. This is in line with findings of Ceppi et al. who reported successful mononuclear cell targets (100% of all collected apheresis products) and CAR T-cell production (94% of all apheresis products) in 102 aphereses from 99 paediatric patients with neuroblastoma (n = 19) or BCP-ALL (n = 80) independent of blast counts prior to apheresis (154). These studies show that target harvests for starting material for CAR T-cell generation are obtainable even in heavily pre-treated patients and with low lymphocyte and high blast counts.
Cabe destacar que Ruella et al. informaron sobre un paciente que recayó 9 meses después de la infusión de tisagenlecleucel con aparente leucemia «CD19 negativa». Sin embargo, el trabajo meticuloso demostró que la recaída consistió en células B clonales que expresaban aberrantemente el CAR anti-CD19. Aquí, el gen CAR se introdujo involuntariamente en una sola célula B leucémica durante la fabricación de células T CAR. El CD19 CAR expresado luego se unió en cis al epítopo CD19 en la superficie celular, enmascarando estas células CD19 CD19-CAR del reconocimiento por tisagenlecleucel (140).++
Las directrices actuales de leucoféresis para la fabricación de tisagenlecleucel sugieren un recuento absoluto mínimo de linfocitos (ALC) de 500 células/μL o un recuento de células CD3 de 150 células/μL (si alC es <500 células/μL) para iniciar la aféresis (155). El estudio PLAT-02 recomendó un ALC mínimo de ≥100/μL antes de la aféresis (26). Parece haber una gama de recuentos de linfocitos que permiten la recopilación de números apropiados de células T para un proceso de fabricación exitoso. Ciertamente, un ALC muy bajo prolongará los tiempos de recolección, lo que podría ser un desafío para la instalación de cosecha y el paciente, especialmente en pacientes de ❤ años de edad. El equilibrio óptimo entre el número de células T y la calidad de las células T aún debe determinarse.+
Otra preocupación es que los fármacos dirigidos a células B como el blinatumomab y el inotuzumab ozogamicina, que hoy en día se usan con frecuencia en pacientes con enfermedad R / R, pueden afectar a CAR-T. Las preocupaciones son que el blinatumomab podría aumentar la presión de selección para CD19− Variantes de escape, mientras que inotuzumab ozogamicina podría agotar el compartimento normal de células B y, por lo tanto, los objetivos de CD19, lo que afecta gravemente la expansión de las células T con CAR, especialmente si hay una carga leucémica baja, como a menudo se induce en los respondedores de inotuzumab ozogamicina. Dourthe et al. (37) analizaron a 51 pacientes con R/R BCP-ALL que recibieron tisagenlecleucel comercial y revelaron que la administración previa de blinatumomab se asoció con una SSC más corta y una SG reducida debido a un mayor riesgo de un CD19+− recaída. Además, se mostró un impacto negativo en el resultado con inotuzumab ozogamicina: siete de 11 pacientes tratados con inotuzumab ozogamicina sucumbieron a la enfermedad. Sin embargo, dado que seis de esos siete murieron por recaída después de la infusión, no se puede excluir que la enfermedad agresiva en lugar del tratamiento previo causara el fracaso de CAR-T. Esperar la recuperación de las células B después del uso de fármacos dirigidos a las células B y antes de CD19 CAR-T podría desempeñar un papel importante para la expansión y persistencia exitosas de las células T CAR. Se planean o están en curso más estudios para evaluar esta teoría
Factores predictivos para la falla CAR-T
A menos que se defina a priori en el plan de tratamiento de un paciente, la decisión de consolidar la infusión car-T con TCMH se basará en la mayoría de los casos en observaciones posteriores a la perfusión, particularmente después de la infusión de productos CAR-T con posible persistencia a largo plazo. Por lo tanto, una pregunta crucial es si y por qué medios se puede predecir la falla de CAR-T.
Persistencia de la aplasia de células B
Aunque las células T CAR se pueden medir cuantitativamente mediante qPCR en tiempo real (por ejemplo, detección del ADN transgénico tisagenlecleucel) o FCM, la mayoría de los centros utilizan BCA (como un efecto de células T CAR objetivo) como un marcador sustituto para la actividad de las células T CAR, y utilizan la recuperación de células B como una indicación indirecta para la contracción o pérdida de células T CAR. De hecho, los datos agrupados de los ensayos ELIANA y ENSIGN demostraron que la recuperación de células B que se produjo ❤ o 3-6 meses después de la infusión se asoció con una pérdida más rápida de células T CAR medida por los niveles de transgenes que cuando el BCA se mantuvo más allá de los 6 meses (38). Además, los pacientes que recayeron en <6 meses experimentaron una pérdida más rápida de células T CAR en comparación con los pacientes con eventos más allá de los 6 meses. Los autores plantearon la hipótesis de que un mínimo de 6 meses de BCA es necesario para prevenir la recurrencia de la enfermedad CD19 (38).+
La probabilidad de mantener el BCA a los 6 meses después de la infusión de tisagenlecleucel fue del 83% en el ensayo ELIANA (12). En un artículo reciente de Dourthe et al. (37) centrándose en los determinantes de CD19 vs. CD19+− recaídas después del tratamiento con tisagenlecleucel en una cohorte del «mundo real», la pérdida de BCA analizada como variable dependiente del tiempo se asoció con una mayor incidencia acumulada de recaída de CD19 [cociente de riesgos instantáneos de subdistribución 21,7; intervalo de confianza [IC] del 95%: 2,65–177,70, p = 0,004] pero no de CD19+− recaída. La incidencia acumulada de pérdida de BCA fue de 33, 48 y 55% a los 3, 6 y 12 meses, respectivamente. El único factor predictivo para la pérdida de BCA identificado por el análisis univariado fue mrD <1,0% antes de la linfodepleción (p = 0,03).
Profundidad de la remisión después de CAR-T
La mayoría de los pacientes que responden a la infusión de CAR-T, lo hacen temprano (para el día 28) y tienen médula ósea MRD negativa [58 de 61 pacientes en ELIANA (12); >99% en la cohorte CIBMTR (24)] a menos que se trate previamente con blinatumomab, que fue un factor de riesgo predictivo de fracaso temprano según lo definido por la ausencia de RC o MRD detectable (37). Los pacientes que no lograron la negatividad de MRD medida por PCR en el día 28 tuvieron un pronóstico sombrío, con un aumento de la CIR (37). Sin embargo, incluso los pacientes que logran una remisión MRD negativa según lo evaluado por FCM o PCR pueden recaer más tarde. Por lo tanto, un criterio de valoración exploratorio en ELIANA fue el valor predictivo de mrD medido por secuenciación de próxima generación (NGS) después de la infusión de tisagenlecleucel. Hasta ahora, los datos se han compartido sólo en un resumen y un póster (156); NGS-MRD después de la infusión de células T car fue más sensible que FCM-MRD para detectar una recaída inminente. La negatividad de NGS-MRD en el día 28 predijo una supervivencia superior libre de recaídas 3 años después de la infusión en comparación con la positividad de NGS-MRD en cualquier nivel (80 vs. 20%, respectivamente). El valor predictivo de NGS-MRD-negatividad después de la infusión también se ha reportado en adultos (157).
Estabilidad del antígeno: escape de antígeno e interruptor de linaje
La pérdida de antígenos es un mecanismo de escape común a CAR-T y otras terapias dirigidas, independientemente de la especificidad del antígeno (29, 111-113). Poco se sabe acerca de los factores que predicen CD19− recaída después de CD19 CAR-T. Como ya se mencionó, un alto recuento de blastocitos antes de la infusión se asoció con un CIR más alto de CD19− recaída (37, 143), y podría explicarse por un mayor riesgo de aparición estocástica de CD19− clones que escapan de la inmunovigilancia de células T con CAR (37). Sin embargo, otros factores como el contexto inflamatorio del SRC o el uso de terapias anti-IL-6 o esteroides también pueden favorecer la aparición de CD19− clones y necesitan más investigación (37). CD19− las recaídas parecen ocurrir antes después de la infusión que las recaídas de CD19 (37, 143) y pueden ocurrir en presencia de BCA (37) y células T CAR funcionales. Actualmente no se dispone de ningún marcador o ensayo para predecir la aparición de tales subclones. Por lo tanto, especialmente en pacientes preexpuestos a terapias dirigidas a CD19 como blinatumomab, búsqueda rutinaria de CD19+− Se recomienda subclones tanto pre como post infusión y requiere un laboratorio de FCM experimentado.
Estrategias para prevenir la recaída leucémica después de CAR-T
La corta persistencia de las células T CAR, el aumento emergente de las células T CAR con un fenotipo en reposo o agotado, la recuperación temprana de las células B y la persistencia o reaparición de clones leucémicos como MRD son signos de fracaso de las células T CAR y podrían desencadenar intervenciones para restablecer la función CAR-T y prevenir la recaída franca.
Las reinfusiones de células T CAR CD19 se han utilizado en pacientes con recaída CD19 o pérdida temprana de las células T CAR con el objetivo de prolongar la persistencia y reducir el riesgo de recaída (26, 37, 53). Hay información escasa y contradictoria sobre la eficacia de este enfoque. Gauthier y colaboradores (158) del grupo de Seattle volvieron a infundir su propio producto CAR-T (ver sección Otros productos CAR-T anti-CD19 con un dominio coestimulador 4-1BB) en pacientes con leucemia R/R y linfoma. Encontraron que la reinfusión era más efectiva entre los pacientes que habían recibido fludarabina en el primer régimen de linfodepleción y en aquellos que recibían una dosis 1-log más alta en la reinfusión. Sin embargo, los resultados entre los pacientes con LLA fueron generalmente pobres, con solo el 21% de los pacientes respondiendo a la reinfusión y una mediana de SLP de solo 4 meses. Debido a la corta duración de la respuesta, se recomendó la consolidación con TCMH (158, 159).+
Maude et al. (23) informaron su experiencia reinfundiendo tisagenlecleucel a 20 pacientes con BCP-ALL. Tres pacientes recibieron una nueva perfusión para la recaída franca de CD19 y 17 para la mala persistencia de las células T CAR después de la infusión inicial (incluidos tres que se habían vuelto MRD positivos). Se logró una nueva remisión en uno de los tres niños reinfundidos para una recaída de CD19. De los tres pacientes MRD positivos, uno progresó, uno se convirtió en MRD negativo y uno había reducido MRD. La reinfusión indujo BCA por segunda vez en uno de los siete niños tratados para la recuperación de células B, mientras que seis de los siete niños reinfundidos para hematogones CD19 continuaron teniendo BCA 6-21 meses después. Se está llevando a cabo un estudio sistemático sobre la reinfusión de tisagenlecleucel (+++NCT04225676).
Otro enfoque reportado por el mismo grupo en el CHOP/Universidad de Pensilvania (109) es la infusión de un constructo CAR humanizado (huCART19 o CTL119) en un intento de superar la posibilidad de una respuesta inmune anti-murina. En una prueba piloto (NCT02374333), 33 pacientes con R/R BCP-ALL con respuesta parcial o nula a tisagenlecleucel previo, recaída de CD19 o recuperación temprana de células B (definida como la que ocurre dentro de los 6 meses posteriores a la infusión previa de células T con CAR), fueron infundidos con huCART19 (109). La ORR 1 mes después de la infusión fue del 64% en la cohorte de retratamiento. A los 6 meses después del nuevo tratamiento, la probabilidad de perder la persistencia de huCART19 fue del 48% y la incidencia de recuperación de células B fue del 58%.+
Finalmente, para mejorar la expansión, la función y la persistencia de las células T con CAR, se han reportado estrategias para combinar la inhibición programada del punto de control de muerte 1 (PD-1) (por ejemplo, por pembrolizumab o nivolumab) con la infusión de células T con CAR en BCP-ALL (160, 161). En estas pequeñas cohortes, el bloqueo de PD-1 aumentó y/o prolongó la detección de células T CAR circulantes. Se observaron respuestas en pacientes que tuvieron recuperación temprana de células B (BCA restablecida) y enfermedad extramedular voluminosa (respuesta parcial o RC). Sin embargo, la inhibición de PD-1 tuvo un efecto parcial pero no duradero en pacientes con una respuesta medular inicial deficiente a CAR-T solo.
Interacción entre HSCT y CAR-T en todo: ¿Amigo o enemigo?
Como se discutió en las secciones anteriores, han surgido dos estrategias alternativas sobre cómo se podrían utilizar el TCMH y el CAR-T.
CAR-T como puente hacia el trasplante
La primera estrategia, que se basa en células T CAR de vida más corta, combina CAR-T y HSCT. Aquí, las células T CAR se utilizan como un puente para el trasplante para inducir remisiones profundas en pacientes resistentes a la quimioterapia. Este enfoque aprovecha dos terapias inmunológicas altamente efectivas, CAR-T y HSCT, sin abandonar el trasplante alogénico, que ha demostrado eficacia y sigue siendo el estándar de atención para bcP-ALL de alto riesgo tanto en el entorno primario como en el de recaída (19, 162-171). Las principales desventajas de este enfoque son la toxicidad relacionada con el TCMH, el precio de dos terapias costosas y el hecho de que otros agentes puente más fácilmente disponibles como el blinatumomab podrían, para tal estrategia, ser alternativas más prácticas (y menos costosas) a CAR-T. Además, este enfoque es un desafío en pacientes que han sido trasplantados antes y no son elegibles para un segundo TCMH.
Para comparar dicha estrategia con la práctica y los resultados actuales, un estudio tendría que incluir dos brazos de tratamiento, uno con puente CAR-T y otro con terapia puente alternativa, ambos terminando en la consolidación del TCMH. Se han utilizado diseños de estudios similares, por ejemplo, en ensayos de blinatumomab para la primera recaída de BCP-ALL (164, 167).
CAR-T como alternativa al TCMH
La segunda estrategia, basada principalmente en células T CAR con una persistencia extendida, tiene como objetivo reemplazar el TCMH (es decir, implementar CAR-T como tratamiento independiente). La principal ventaja obvia de este enfoque es evitar un procedimiento tóxico de TCMH con sus riesgos asociados de complicaciones graves a largo plazo en poblaciones pediátricas. Las desventajas incluyen BCA de larga duración como un efecto en el objetivo de CAR-T dirigido a células B. Esto puede ser manejado por el reemplazo de inmunoglobulina, pero los efectos a largo plazo de un BCA inducido por CAR-T en el sistema inmunológico de los niños necesitan más observación. Además, CAR-T dirigido a antígenos individuales, incluso con persistencia, conlleva el riesgo de provocar subclones objetivo negativos que podrían ser eliminados por el efecto más amplio de injerto contra leucemia de un TCMH consolidativo después de CAR-T. Alternativamente, los enfoques dirigidos a múltiples antígenos pueden superar el escape tumoral en una estrategia independiente CAR-T (172, 173).
Para comparar una estrategia independiente de CAR-T con la práctica actual (que incluye el TCMH), los estudios necesitarían un brazo de tratamiento para terminar en CAR-T, mientras que otro brazo se extendería al TCMH, lo que permitiría la mejor terapia puente disponible y más apropiada para cada brazo de antemano.
Brechas de conocimiento en el uso de CAR-T
Como se ejemplifica ampliamente, CAR-T es una terapia multifacética con una amplia diversidad en términos de diseño de CAR, atributos farmacodinámicos, rendimiento a largo plazo y persistencia. Además, el campo está avanzando rápidamente con construcciones nuevas o refinadas, materiales de partida, optimizaciones de fabricación y nuevas combinaciones y estrategias generales que surgen todo el tiempo. La respuesta de si el T-T puede reemplazar al TCMH o debe ser un puente hacia el TCMH dependerá de las propiedades del CAR-T específico en cuestión.
Los datos actuales sobre CAR-T en BCP-ALL en pacientes pediátricos y AYAs se derivan principalmente de estudios de fase I y II. Estos estudios se centraron en las respuestas tempranas y la seguridad, generando datos importantes sobre varios productos. Aún así, en comparación con los datos derivados de los estudios de TCMH, no hay información suficiente sobre los aspectos clave de CAR-T para guiar el posicionamiento de CAR-T en relación con HSCT, como se describe a continuación.
Seguridad/toxicidad: se necesitan más estudios a largo plazo para seguir las toxicidades agudas car-T como ICANS, CRS y BCA, y también para detectar toxicidades sutiles o subagudas que podrían aparecer con tiempos de observación más largos después de la infusión (27, 174).
Eficacia: se necesitan más datos sobre la eficacia a largo plazo de CAR-T, centrándose especialmente en las terapias administradas además de la infusión inicial de células T con CAR (por ejemplo, re infusiones, productos secundarios de CAR-T, agentes inmunomoduladores como inhibidores de puntos de control, terapias moleculares dirigidas como los inhibidores de la tirosina quinasa y TCMH consolidativo mientras los pacientes aún están en remisión).
Costo: estrategias basadas en terapias secuenciales (por ejemplo, CAR-T seguido de TCMH; HSCT seguido de CAR-T; CAR-T seguido de CAR-T; CAR-T seguido de HSCT seguido de CAR-T, etc.) desafiar los presupuestos del sistema de salud. Se deben considerar los costos generales de la curación. Los estudios publicados hasta la fecha no revelaron completamente el recorrido general del tratamiento longitudinal de pacientes individuales antes de que se aplicara el tratamiento definitivo. Las estrategias secuenciales son especialmente difíciles en los países de ingresos medios y bajos.
Finalmente, hay una falta de estudios de Fase III que comparen sólidamente el estándar de atención actual (que incluye el TCMH) con los enfoques CAR-T destinados a reemplazar el TCMH. Para poder sacar conclusiones firmes de dichos estudios, la tremenda heterogeneidad en cohortes anteriores de Fase I / II con respecto a la etapa de BCP-LLA, citogenética, pretratamientos y productos utilizados debe minimizarse o controlarse mediante la definición de criterios claros de ingreso al estudio, cohortes y puntos finales.
Estudios en curso y planificados para cerrar las brechas
Investigación adicional sobre las indicaciones CAR-T aprobadas
Actualmente, a partir de septiembre de 2021, tisagenlecleucel es el único CAR-T con autorización de comercialización para pacientes pediátricos y AYAs con BCP-ALL. Como se discutió anteriormente, las indicaciones aprobadas son ≥2 BCP-ALL recaída o una recaída después del TCMH (Figura 2). Además, la enfermedad refractaria a la quimioterapia estándar, ya sea en un entorno primario o recidivante, es una indicación para tisagenlecleucel.
Como requisito posterior a la comercialización aplicado por las autoridades reguladoras, los datos sobre los pacientes que reciben tisagenlecleucel comercial se recopilan en registros como el CIBMTR (24), el registro de la Sociedad Europea de Trasplante de Sangre y Médula Ósea (EBMT) (175, 176) o los registros nacionales (37). Estas bases de datos del «mundo real» que recopilan datos sobre un número cada vez mayor de pacientes serán recursos valiosos (pero aún no monitoreados) para comenzar a evaluar con más detalle (retrospectiva y prospectivamente) múltiples aspectos de la planificación, el parto y el resultado de CAR-T (Cuadro 4).
Cuadro 4
Aspectos de la planificación, entrega y resultados de CAR-T que podrían investigarse utilizando datos de registro posteriores a la comercialización.
Tema
Ejemplos de temas de investigación
Determinantes de los resultados
• Características específicas de la enfermedad antes de la infusión de CAR-T, por ejemplo, edad, citogenética, momento y sitio de la recaída, terapias previas (incluyendo blinatumomab e inotuzumab ozogamicina) y toxicidades preexistentes • Elección de la terapia puente • Variables específicas del producto (material de partida de aféresis, dosis de células T con CAR, fallas o retrasos en la fabricación, productos fuera de especificación)
Variables de eficacia a largo plazo (más allá de la tasa de respuesta global de 1 mes, supervivencia temprana sin eventos y supervivencia general)
• NEGATIVIDAD DE MRD a lo largo del tiempo (incluso mediante secuenciación de próxima generación) • Interruptores de linaje (pacientes KMT2A-r/BCR-ABL1+) • Persistencia de células T CAR y duración de la aplasia de células B • Incidencia, duración e impacto de las sustituciones de inmunoglobulinas • CD19 vs. CD19+− recaídas: ratio y determinantes
Intervenciones después de la perfusión
• TCMH consolidativo, analizado como un evento y/o criterio de valoración del estudio («supervivencia libre de TCMH y MRD») • Función y tasa de la reinfusión de CAR-T • Inhibidores de la tirosina cinasa o cualquier otra terapia dirigida a BCP-ALL
Seguimiento longitudinal por paciente (vía de curación)
• Número total de terapias • Secuencia de terapias • Duración de la terapia general
Costar
• Costos totales del tratamiento con BCP-ALL (desde el diagnóstico hasta la curación) • Comparación de CAR-T como puente hacia el trasplante con otras terapias puente, por ejemplo, blinatumomab
ABL1, tirosina-proteína quinasa ABL1; BCP-ALL, precursor de células B leucemia linfoblástica aguda; BCR: proteína de región de racimo de punto de ruptura; CAR: receptor de antígeno quimérico; CAR-T, terapia de células T con CAR; TCMH: trasplante de células madre hematopoyéticas; KMT2A-r, lisina metiltransferasa 2A reorganizada.
Además, falta una definición consistente de BCP-ALL refractaria (es decir, persistencia de MRD vs. no CR). Es importante saber cuántos pacientes recibieron tisagenlecleucel para bcP-ALL refractario en función de la persistencia de MRD, y cuáles fueron los resultados para estos pacientes.
Investigación en BCP-ALL Primario
La importante cuestión de si car-T puede eludir los efectos adversos a largo plazo del TCMH no se está abordando actualmente en un diseño de estudio aleatorio en ninguna etapa de la enfermedad de LLA. Sin embargo, el estudio CASSIOPEIA (NCT03876769), un ensayo de fase II de un solo brazo, multicéntrico, determinará la eficacia y la seguridad de tisagenlecleucel en pacientes pediátricos y AYAs con BCP-ALL de alto riesgo definido de novo definido por el NCI que han recibido una inducción de cuatro fármacos y la posterior consolidación (~ 3 meses de tratamiento en total) pero siguen siendo MRD positivos al final de la consolidación, definidos como una MRD de >0,01% por evaluación centralizada de FCM (177 ). Estos pacientes tienen un pronóstico sombrío con los bloqueos convencionales de quimioterapia de alta intensidad consolidados por el TCMH (178, 179) y experimentan una toxicidad sustancial relacionada con la terapia (180). CASSIOPEIA no está aleatorizando el TCMH contra CAR-T, pero tendrá una cohorte histórica de BCP-ALL de alto riesgo definida por el NCI [estudio COG AALL0232 (179)] como comparador. Tisagenlecleucel se está infundiendo como una terapia definitiva; solo los pacientes con una pérdida temprana de BCA o con reaparición de MRD y que no responden a una reinfusión opcional de células T con CAR serán elegibles para HSCT adicional. El criterio de valoración de este estudio es la SSD de 5 años con neoplasia maligna secundaria, muerte o recaída morfológica definida como eventos. Después de ELIANA, este será el primer estudio que se centrará en una mayor expansión de las indicaciones para tisagenlecleucel en BCP-ALL y tiene como objetivo investigar si CAR-T puede lograr resultados en BCP-ALL primario de alto riesgo que sean comparables a los logrados con terapias de bloqueo estándar de alto riesgo y HSCT pero con toxicidad reducida.
Investigación en la primera recaída de BCP-ALL
A pesar de un fuerte deseo por parte de los hemato-oncólogos pediátricos, aún no ha sido posible establecer un estudio con tisagenlecleucel para pacientes en primera recaída. En el protocolo europeo IntReALL SR de 2010 (NCT01802814), los pacientes con primera recaída de riesgo estándar se estratificaron al TCMH solo si respondieron insuficientemente al tratamiento de reinducción. En el protocolo IntReALL HR (NCT03590171) los pacientes con características de alto riesgo de primera recaída fueron elegibles para el TCMH siempre que entraran en remisión con quimioterapia +/- blinatumomab. Solo los pacientes verdaderamente refractarios a la terapia de recaída están dentro de la indicación actual de tisagenlecleucel comercial.
Sin embargo, se están realizando estudios con productos CAR-T distintos de tisagenlecleucel en los que los pacientes con una primera recaída califican para CD19 CAR-T. El ensayo ZUMA-4 (NCT02625480), que incluye a los pacientes con una primera recaída dentro de los 18 meses posteriores al diagnóstico, puede ampliar la indicación CAR-T en el futuro. Sin embargo, los datos actuales de seguimiento a largo plazo sobre el producto de autoleucel brexucabtagene utilizado en ZUMA-4 (CD28. CD3ζ CAR) indican que el TCMH consolidativo es obligatorio en todos los pacientes que responden (27).
El estudio TRANSCEND PEDALL (NCT03743246), después de establecer la dosis recomendada de Fase II del producto CAR-T JCAR017, también incluirá pacientes con una primera recaída y positividad de MRD después de la terapia de reinducción. Una actualización reciente del ensayo PLAT-02 Fase I/II (JCAR017 en R/R BCP-ALL, NCT02028455) demostró una ventaja del TCMH consolidativo frente a la espera vigilante con este constructo CAR (181).
Para responder a la pregunta de si el TCMH se puede evitar en un primer contexto de recaída, se necesitan estudios con productos CAR-T que persistan durante un tiempo lo suficientemente largo como para servir como terapia independiente. Idealmente, estos estudios deberían aleatorizar a los pacientes en recaída e incluir a todos los pacientes actualmente asignados al TCMH para recolectar un producto de aféresis de células T antes del inicio de cualquier quimioterapia. Un diseño propuesto se presenta en Figura 4. Los pacientes podrían ser aleatorizados (punto de tiempo 1 en Figura 4) a CAR-T o HSCT. En el brazo CAR-T, un algoritmo de diferentes estrategias de puente sería esencial para armonizar la quimioterapia o la inmunoterapia antes de la infusión de acuerdo con los patrones variables de toxicidad y resistencia previa. Después de CAR-T (punto de tiempo 3 en Figura 4), un subconjunto de pacientes sería refractario primario a CAR-T o recaería a pesar de CAR-T y se sometería a HSCT. Esta cohorte, aunque muy seleccionada, podría compararse con controles históricos para determinar si el CAR-T previo afecta el resultado del TCMH. Los niños asignados al brazo de TCMH recibirían quimioterapia de inducción y consolidación y TCMH. Sin embargo, como pacientes con MRD persistente (en un punto de corte definido; punto de tiempo 2 en Figura 4) tienen un pronóstico notoriamente pobre, estos pacientes cambiarían de brazo y se les ofrecería CAR-T como tratamiento de rescate. Los pacientes que recaen después del TCMH también serían candidatos para CAR-T, siguiendo la indicación aprobada. También se podría desarrollar un diseño similar para el tratamiento inicial de BCP-ALL.
Diseño potencial de un estudio para un estudio aleatorizado que comparara el tratamiento con células T con receptores de antígenos quiméricos (CAR) con trasplante alogénico de células madre hematopoyéticas (TCMH) en niños con una primera recaída de leucemia linfoblástica aguda precursora de células B. MRD: enfermedad residual mínima; R, aleatorización.
Además, los estudios necesitan un algoritmo para definir para qué pacientes se recomienda la consolidación con TCMH a pesar de la negatividad de la MRD. Tal algoritmo podría basarse en los diferentes aspectos discutidos en esta revisión. Los factores incluirán los atributos del producto CAR-T, la duración de la persistencia de las células T CAR / BCA, la profundidad de la remisión basada en MRD (potencialmente por NGS), las opciones de terapia de rescate y las características genéticas de alto riesgo (por ejemplo, mutaciones TP53) en la inclusión del estudio. En este último grupo, en el que se sabe particularmente poco sobre la eficacia a largo plazo de CAR-T (ver sección Factores que influyen en la eficacia a largo plazo – factores relacionados con el paciente – subgrupos genéticos), se debe considerar a fondo si CAR-T es realmente el tratamiento más rentable para inducir la remisión o si el TCMH debe ser obligatorio.
Otra pregunta sin respuesta es si CAR-T en el caso de una nueva recurrencia de BCP-ALL impacta en DFS después de la quimioterapia convencional posterior de dosis alta seguida de HSCT basada en TBI.
Idealmente, los estudios anteriores deben ser aleatorios, prospectivos y longitudinales. La comparación de los resultados con las cohortes de control históricas se complica por la reciente introducción de nuevos tratamientos (p.ej., blinatumomab) en los protocolos de recaída estándar de atención. Otro factor de complicación para el diseño del estudio es la proporción de pacientes que podrían cruzarse entre los brazos de tratamiento: los pacientes asignados al azar a quimioterapia y TCMH podrían ser elegibles para CAR-T en caso de una respuesta insuficiente (refractaria o no lograr la negatividad de MRD) y, viceversa, los pacientes que reciben terapia CAR-T primaria podrían recibir HSCT como consolidación en caso de pérdida temprana de BCA o reaparición de MRD. El SSE de los niños con una indicación de TCMH en CR1 o CR2 y después de la inducción de salvamento de riesgo estándar o alto riesgo no es comparable. Por lo tanto, los estudios futuros deben estratificar a los pacientes mediante la indicación de TCMH o deben iniciarse estudios separados.
Discusión
La pregunta de si CAR-T es una terapia independiente o un puente hacia el trasplante generalmente no se puede responder con los datos actuales. Faltan estudios aleatorios que comparen los enfoques con el TCMH consolidativo frente a los enfoques en los que los pacientes no procederán al TCMH, pero se siguen estrictamente para la persistencia de las células T con CAR y la remisión de la MRD después de la infusión. Los ensayos publicados hasta la fecha son heterogéneos en cuanto al CAR en sí (diseño, objetivo y afinidad), los atributos del producto CAR-T, la población de estudio (fracción de pacientes con recaída posterior al TCMH en la inclusión del estudio CAR-T, subgrupos genéticos, grupos de edad (por ejemplo, ❤ años de edad), recuento de blastocitos antes de la infusión y la estrategia general de tratamiento (consolidación por TCMH como parte del protocolo).
There seems to be a consensus among researchers that CAR T cells need to persist for a while to be effective as stand-alone therapy; however, the necessary duration of persistence, measured either directly by CAR transgene levels or FCM, or using the duration of BCA as a surrogate marker, is unclear. The “short-lived” CAR-T products are mainly consolidated by HSCT, and very few patients have survived without HSCT. In patients who have received CAR-T products with potential long-term persistence, no definite general recommendation can be made.
However, looking at the data on tisagenlecleucel efficacy, there seems to be a subgroup of patients with a very favourable therapy course (a “low-risk group”) in which the chance of cure by CAR-T alone is very high (see Figure 5): age >1 year; no KMT2A rearrangement; no blinatumomab or inotuzumab ozogamicin pre-treatment; tisagenlecleucel product; infused in remission but with low level MRD (e.g., bone marrow blast count 1–5%); MRD-negativity at day 28 [by PCR (37) or even better, by NGS (182)]; and BCA lasting >6 months. In such a patient, we suggest a watch-and-wait strategy (with regular monitoring of CD19− clones) without consolidative HSCT.
Proposed approach to HSCT consolidation after CAR-T for paediatric patients and AYA with BCP-ALL based on treatment- and disease-related risk factors for relapse. *MRD positivity defined at >0.01%. AUC, area under the curve; AYA, adolescent and young adult; BCA, B-cell aplasia; CAR-T, chimeric antigen receptor T-cell therapy; FCM, flow cytometry; HSCT, haematopoietic stem cell transplantation; KMT2A, lysine methyltransferase 2A; MRD, minimal residual disease; NGS, next-generation sequencing; OOS, out of specification; PCR, polymerase chain reaction.
Conversely, there appears to be a subgroup of patients with an unfavourable course following CAR-T (a “high-risk group”) with a very high chance of treatment failure and, likely, an indication for consolidation by HSCT: MRD positivity at day 28 (by FCM or PCR), NGS-MRD positivity at ≥3 months, or any MRD re-appearance in the bone marrow (measured by any method); and early loss of BCA (<3 months) (Figure 5). Based on current data, these patients should be offered HSCT as further consolidation of MRD-negative remission.
Para todos los demás pacientes que puedan haber identificado factores de riesgo de fracaso CAR-T a largo plazo (por ejemplo, recuento alto de blastocitos en la perfusión, mutación TP53, ciertos subgrupos citogenéticos de alto riesgo, pretratamiento con inotuzumab ozogamicina o blinatumomab, productos OOS, parámetros farmacodinámicos subóptimos como, por ejemplo, AUC de expansión «baja» o «reducida» y pérdida de BCA 3-6 meses después de la infusión), o después de la infusión de productos distintos de tisagenlecleucel, no se pueden hacer recomendaciones firmes sobre la ventaja, el momento o la indicación clara para el TCMH consolidativo debido a la falta de datos suficientes. La pregunta de si este «grupo de riesgo ambiguo» se beneficiará de la consolidación del TCMH no puede responderse actualmente. Sin embargo, sobre la base de nuestra experiencia clínica con tisagenlecleucel, la decisión a favor o en contra del TCMH en este grupo puede guiarse por la duración del BCA, otras posibles opciones de rescate y la reaparición de MRD (Figura 6). Se necesitarán cohortes más grandes y estudios prospectivos con protocolos y criterios de valoración estrictos (incluida, por ejemplo, la medición estandarizada de las células T CAR, los puntos de tiempo definidos para MRD y la cuantificación de CAR-T) para definir la mejor estrategia de tratamiento para dichos pacientes.
Guía de seguimiento después de CAR-T para pacientes pediátricos y AYA con BCP-ALL y un «perfil de riesgo ambiguo» (ver Figura 5 para los criterios de un perfil de riesgo ambiguo).
Conclusión
Los pacientes pediátricos y AYA con BCP-ALL que son candidatos para CAR-T y HSCT representan poblaciones de pacientes muy raras. La única forma de obtener respuestas válidas sobre las preguntas generales de cuándo y cómo tratar a los pacientes de alto riesgo con uno u otro enfoque es una amplia colaboración internacional en estudios bien definidos. Afortunadamente, la oncología pediátrica ya cuenta con sólidas redes de investigación y una larga tradición en los esfuerzos de cooperación; por lo tanto, con el apoyo de datos adicionales de los registros CAR-T y HSCT de EBMT y CIBMTR y la voluntad de las empresas de apoyar los ensayos aleatorios necesarios, estaríamos en condiciones de abordar estas preguntas por completo. La exitosa colaboración en el ensayo ALL SCTped 2012 FORUM, que reúne a investigadores de 119 centros en 32 países comprometidos a responder una importante pregunta aleatoria, ejemplifica lo que el campo puede lograr.
Las CRISPR, acrónimo en inglés de Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, o Repeticiones Palindrómicas Cortas Agrupadas y Regularmente Espaciadas, se producen en el genoma de ciertas bacterias, de las que el sistema fue descubierto. Mientras que el Cas9 es una endonucleasa asociada a CRISPR (una enzima), conocida por actuar como “tijeras moleculares”, que corta y edita, o corrige, en una célula, el ADN asociado a una enfermedad. Un ARN guía dirige las tijeras moleculares Cas9 al lugar exacto de la mutación. Una vez que estas tijeras moleculares hacen un corte en el ADN, los mecanismos celulares adicionales y el ADN añadido de forma exógena utilizarán la maquinaria de la propia célula y otros elementos para “reparar” específicamente el ADN.
La tecnología CRISPR-Cas9 puede ofrecer la capacidad de modificar o corregir directamente los cambios asociados a la enfermedad subyacente en el genoma, y tiene un gran potencial en medicina,
El español Francis Mojica, científico de la Universidad de Alicante, fue el primero en estudiar las secuencias CRISPR, a las que él mismo puso nombre. Fue allá por 1993, cuando comenzó a estudiar un microorganismo con una tolerancia extrema a la sal encontrado en las costas de Santa Pola (Alicante).
En concreto, el CRISPR es una región del ADN de algunas bacterias que actúa como un mecanismo inmunitario frente a los virus, es decir, las bacterias que sobreviven al ataque guardan la información de este agresor. Cuando el virus vuelve a atacar, la bacteria identifica los genes indeseables gracias a la información ya almacenada y esta memoria le permite destruir el virus. Según el científico José Miguel Mulet, “la tecnología CRISPR nos permite un paso más adelante ya que nos permite editar el ADN del propio organismo”. Esto puede suponer una gran ventaja en el caso de enfermedades genéticas, ya que “muchas veces son debidas a cambios mínimos en la secuencia y esta técnica permite corregirlos”,
“Hay 230 enfermedades que son consecuencia de una anomalía genética, y gracias a los maravillosos y revolucionarios avances en la comprensión del genoma humano sabemos qué parte de su estructura genética es la responsable”, explica en esta entrevista el jefe mundial de innovación de Bayer, Kemal Malik. ”Lo que podemos hacer con la tecnología CRISPR es reemplazar el ADN erróneo por ADN bueno”,
El Dr. Sharp cree que, por lo menos a corto plazo, los mayores efectos de la tecnología CRISPR se verán en el área de las enfermedades raras, cuyas consecuencias son asoladoras y no solamente terminan embarazos, sino que roban la salud a los niños y acortan el tiempo de vida. Al seguir el hilo de muchas de ellas, se llega a un solo defecto genético o “error tipográfico” en el genoma; es decir, estos trastornos raros y de un solo gen suelen entenderse bien a nivel molecular y permiten a los científicos predecir con más facilidad qué ocurrirá al manipular esa parte del código genético. De hecho, una compañía biotécnica con sede en Suiza piensa empezar hacia finales del 2018 un ensayo clínico del CRISPR en pacientes con trastornos sanguíneos raros como anemia de células falciformes y talasemia beta.
El rápido desarrollo de la genómica funcional ha revelado y permitido recientemente la anotación de varios genes. Para descifrar la función de los genes, generalmente se emplean enfoques genéticos inversos, como la deleción, la inserción y la modificación, seguidos de la caracterización fenotípica.1 Sin embargo, también se realiza un cribado aleatorio de mutagénesis para obtener los genotipos deseados (genética avanzada).2 Recientemente, nuevas estrategias basadas en tecnologías precisas de edición del genoma, como las nucleasas de zinc,3 nucleasas efectoras similares a activadores de transcripción,4 y nucleasas CRISPR-Cas,5 han simplificado notablemente el proceso de identificación de genes.6
Las potentes herramientas CRISPR-Cas han permitido avances notables y cambios revolucionarios en las ciencias de la vida.
El sistema CRISPR-Cas9 de tipo II es la herramienta CRISPR-Cas utilizada principalmente; este sistema combina y corta los elementos genéticos extraños que reinciden a través de la guía del ARN CRISPR (CRRNA) y el ARNcr transactivado.7 Al explotar la interacción de emparejamiento de bases entre el arncr y el objetivo de ADN, la proteína Cas9 se ancla en un sitio de motivo adyacente al protoespaciador »NGG» y escinde específicamente las hebras de ADN,5,8,9 generando roturas contundentes de doble cadena (DSB) que son perjudiciales para la integridad del genoma.10,11
Sin una reparación oportuna y precisa, los DSB introducidos conducirán a riesgos graves, como reordenamientos cromosómicos, trastornos del desarrollo y muerte celular, que deben evitarse en los ensayos clínicos.11,12 Según una extensa investigación, los efectos de la terapia génica dependen marcadamente de la eficiencia de las vías endógenas de reparación del ADN.13 Entre ellos, la unión final no homóloga (NHEJ)14 y reparación dirigida por homología (HDR)15 son las dos vías principales. NhEJ es predominante y principalmente propicio para el mantenimiento de la estabilidad del genoma, pero tiende a inducir inserciones y deleciones. Por el contrario, hdr produce resultados de reparación específicos en presencia de donantes de ADN. Por lo tanto, la terapia génica a través de HDR es más atractiva, ya que muchas enfermedades humanas son causadas por mutaciones genéticas dañinas. Los investigadores han estado trabajando para mejorar la eficiencia del HDR. Sin embargo, ninguna estrategia única es dominante, y se deben considerar múltiples factores.
En esta revisión, resumimos los factores que deben considerarse y destacamos las estrategias utilizadas actualmente para mejorar la eficiencia HDR de los sistemas CRISPR-Cas de acuerdo con tres características: regulación de los factores clave en las vías de reparación del ADN, modulación de los componentes en la maquinaria CRISPR y alteración de las condiciones intracelulares alrededor de los DSB. En particular, nuestro objetivo es discutir la influencia del entorno de cromatina del sitio objetivo y las modificaciones epigenéticas en los resultados de la edición del genoma, que a menudo se pasan por alto. Además, buscamos proporcionar soluciones potenciales para mejorar aún más la eficacia del HDR, lo que facilitaría el desarrollo de nuevas tecnologías CRISPR para lograr una edición del genoma altamente precisa en el futuro.
NHEJ versus la vía HDR
Las células sufren numerosas lesiones espontáneas de ADN de hasta 105 por célula cada día, lo que conduce a la inestabilidad genómica, la muerte celular, el cáncer, etc.16 De hecho, ∼10% del daño en el ADN se puede atribuir a los DSB patógenos17,18 sin reparación fiel, que es inducida por la exposición de las células a condiciones dañinas, como radiación ionizante, productos químicos radiomiméticos y especies reactivas de oxígeno.13,14 Además, el uso de herramientas de edición del genoma puede generar DSB específicos del sitio.19–21
Las células de mamíferos emplean cuatro mecanismos distintos para rescatarse de los DSB: NHEJ, HDR, unión final alternativa y recocido de una sola hebra. Entre ellos, NHEJ y HDR son las dos vías principales y competitivas de reparación del ADN.11 NHEJ ocurre a lo largo del ciclo celular, mientras que HDR opera predominantemente en las fases S y G2.11,22,23 A nivel molecular, la vía de elección se basa en la resección final del ADN,13 que se deriva del equilibrio entre los factores de protección final y los factores de resección final (por ejemplo, 53BP1-RIF1 y BRCA1-CtIP).12,24
En la vía NHEJ, 53BP1 (proteína de unión a p53 1) se acumula en los DSB para prevenir la carga de BRCA1-CtIP y recluta al efector, RIF1 (factor de interacción RAP1 1), para restringir HDR.24 Como un efector aguas abajo recientemente identificado de 53BP1-RIF1, el complejo shieldin bloquea la resección final del ADN y facilita el NHEJ. Sin embargo, el mecanismo molecular no está claro.25 En el siguiente paso, dos heterodímeros Ku70/80 reconocen y se unen rápidamente a un DSB, uno para cada extremo del ADN, protegiendo en última instancia al DSB de la resección final.26 Para proporcionar una condición favorable para la ligadura, Ku70/80 y las proteínas de andamio XRCC4 / XLF (factor similar a XRCC4 / XRCC4) vuelven a acercar dos extremos para formar un complejo sináptico que contiene las proteínas de unión NHEJ reclutadas.25 A partir de entonces, la subunidad catalítica de la proteína quinasa dependiente del ADN (DNA-PKcs) desencadena una extensa cascada de señalización, incluida la estimulación de Artemisa. Debido a las actividades intrínsecas de la 5 exonucleasa y de la endonucleasa de 5′ a 3′, Artemis elimina los nucleótidos no coincidentes o dañados para exponer la microhomología para la ligadura posterior.27 Alternativamente, los brazos microhomólogos se agregan mediante μ polimerasa (Polμ) y Polλ, que se reclutan para llenar los vacíos.25,28 Finalmente, NHEJ es conducido por el complejo XRCC4-ligasa IV (XRCC4-LIG4), que es la única ligasa en esta vía, y puede ser estimulado por XLF.29 En la Tabla 1 se proporciona un resumen de los principales factores eucariotas en la vía NHEJ.12–14
Procesos NHEJ
Proteína
Impacto en la vía de reparación de elección
Casos para mejorar el efecto HDR
Aumento del HDR
Protección final
53BP1
Compite con BRCA1 en los OSD; protege los extremos del ADN; suprime la resección final del ADN
i53 inhibió la acumulación de 53BP1 en los DSB al ocupar su dominio Tudor en tándem
5,6 veces en diferentes células humanas y de ratón45
La coexpresión de una variante MEJORADA de RAD18 (e18) que tiene una mayor afinidad con H2AK15ub que 53BP1 puede promover el HDR mediado por Cas9
2 a 3 veces en los loci endógenos probados en HEK293T, HeLa, U2OS y hESCs57
La versión negativa dominante de 53BP1 (DN1S) se fusionó con Cas9, que compite o desplaza al 53BP1 endógeno, reduciendo el reclutamiento de efectores NHEJ
2 a 3 veces en las líneas celulares y loci genéticos probados52
RIF1
Efector 53BP1; protege los extremos del ADN; inhibe la resección mediada por BRCA1-CtIP
Synapsis
Ku70/Ku80
Une los extremos del ADN y los acerca; interactúa con DNA-PKcs; recluta otras proteínas NHEJ
La inhibición de Ku70 y Ku80 por siRNA aumentó la eficiencia HDR mediada por CRISPR-Cas9 en fibroblastos porcinos
Formación de un complejo sináptico con Ku70/80; autofosforilación; Activación de Artemisa
La inhibición de la actividad de la proteína quinasa por la mutación K3753R en el gen PRKDC, o el inhibidor transitorio, M3814, tiene un efecto comparable sobre el aumento de HDR
La coexpresión de las proteínas adenovirus 4 E1B55K y E4orf6, que median la degradación proteolítica de la ADN ligasa IV, suprimió eficientemente la vía NHEJ
5 a 8 veces en células HEK293 y células de linfoma de Burkitt de ratón42
Scr7 inhibió la función de la ligasa IV al dirigirse a su dominio de unión al ADN
de 4 a 19 veces en líneas celulares de mamíferos y ratones41,42,47
XRCC4
Andamio estructural LIG4; interactúa con Ku; une los extremos de ADN
XLF
Estimula la actividad de ligadura de LIG4
NHEJ, unión final no homóloga; HDR, reparación dirigida a la homología.
NHEJ es la vía preferida, en la mayoría de los casos, para reparar los DSB, y HDR solo ocurre en el suministro de donantes de ADN homólogos. Una vez que el complejo MRN exonucleasa de 3′ a 5′ (MRE11-RAD50-NBS1, llamado MRX por levadura)30,31 y proteína de unión a C-terminal que interactúa con la proteína (CtIP)32 se unen a los DSB, se inicia el proceso de resección, lo que conduce a la generación de voladizos cortos de ADN monocatenario (ssDNA) de 3 ‘.33,34 En colaboración con la proteína helicasa del síndrome de Bloom,35 las nucleasas (incluyendo EXO1 y DNA2) ejecutan una resección extensa, que es esencial para la búsqueda de homología. Sorprendentemente, las quinasas de punto de control, ataxia telangiectasia mutaron,36 La proteína relacionada con RAD3 y las quinasas dependientes del ciclo celular son responsables de las modificaciones post-traduccionales de los factores de resección. Los voladizos de ssDNA de 3′ se unen a la proteína de replicación A, que protege al ssDNA de la degradación nucleolítica y evita la formación de estructuras secundarias.37 Con la ayuda de proteínas mediadoras, como la proteína de susceptibilidad al cáncer de mama tipo 2, la recombinasa de la familia RecA, RAD51, forma un filamento de nucleoproteína helicoidal en el ssDNA.38 Este filamento puede interrogar el ADN dúplex intacto para una alta similitud de secuencia (es decir, homología).39 Al identificar dsDNA homólogo, el filamento RAD51 invade el dúplex y se empareja con la hebra complementaria, que luego se utiliza como plantilla para la síntesis de ADN para extender el extremo 3′ de la hebra invasora. La hebra invasora luego se disocia, se extiende y luego es capaz de anneal con el voladizo ssDNA de 3′ en el lado opuesto del DSB (Tabla 2). Después de una mayor síntesis de ADN y ligadura de los nicks resultantes, HDR está completo. En particular, hay posibilidades más complicadas que involucran uniones holliday que pueden resultar en resultados cruzados. Sin embargo, tal discusión es tangencial a esta revisión.40
Procesos HDR
Proteína
Impacto en la vía de reparación de elección
Fundas para mejorar el HDR
Aumento del HDR
Fin de la resección
CtIP
Inicia la resección final del ADN; detecta el ciclo celular; compite con 53BP1 en los OSD
CtIP de tipo salvaje o un fragmento N-terminal de CtIP se fusionó con Cas9
Un motivo (36 aminoácidos) codificado por BRCA2 Exon 27 (Brex27) se fusionó con SpCas9, enriqueciendo el RAD51 en los loci objetivo y estabilizando los filamentos de nucleoproteína RAD51/ssDNA
Las células de mamíferos suelen estar menos inclinadas a la reparación de DSB a través de la vía HDR debido a su baja eficiencia y falta de plantillas endógenas de reparación de ADN. Tres factores (Fig. 1) podrían ser vitales para la eficiencia HDR de los sistemas CRISPR-Cas, incluida la regulación de las proteínas clave en las vías de reparación del ADN, la optimización de los componentes en la maquinaria CRISPR y la alteración del entorno de cromatina celular y local cerca de los DSB.
FIGURA 1. Tres factores que son vitales para la eficiencia de la reparación dirigida por homología (HDR) de los sistemas CRISPR-Cas.
Regulación de los factores clave en las vías de reparación del ADN
NHEJ y HDR son dos vías de reparación del ADN que compiten entre sí. En principio, la regulación de los factores clave en estas vías afecta a la eficacia del HDR (Tablas 1 y 2). Por un lado, la inhibición de los factores críticos en la vía NHEJ (por ejemplo, KU70/80, 53BP1, DNA-PKcs y ligasa IV) a través de la mutación genética, la inhibición de moléculas pequeñas o el reclutamiento bloqueado a DSB se han aplicado con éxito para mejorar el efecto HDR.41–46 Por ejemplo, como un inhibidor de molécula pequeña, SCR7, se dirige al dominio de unión al ADN de la ligasa IV y afecta la afinidad entre la ligasa IV y los DSB, bloqueando la vía NHEJ. En 2015, tres estudios independientes demostraron que el uso de SCR7 puede promover HDR hasta 4-19 veces en líneas celulares de mamíferos y ratones.41,42,47 Sin embargo, también se obtuvieron resultados controvertidos.48 Cuando se empleó SCR7, no se encontró un aumento obvio en HDR en el locus pROSA26 en fibroblastos fetales porcinos49 y el sistema del conejo.50 Además, se observó una muerte celular grave en células madre pluripotentes inducidas por humanos en presencia de SCR7.51 Por lo tanto, se requieren más estudios para dilucidar el papel de SCR7. Cabe destacar que la inhibición global de factores clave en las vías de reparación del ADN podría resultar en toxicidad celular no discriminada. Por lo tanto, la inhibición de la NHEJ de manera transitoria o sólo en los OSD sería una alternativa más segura. Por ejemplo, Jayavaradhan et al. Fusionó Streptococcus pyogenes Cas9 (SpCas9) con una versión negativa dominante de 53BP1 (DN1S), que compitió con 53BP1 para unirse a los DSB, lo que finalmente dificultó el reclutamiento de factores secuenciales.52
La modulación de factores clave en la vía HDR podría mejorar la eficiencia HDR. Por ejemplo, el uso de RS-1 mejoró la eficiencia HDR al estimular la actividad de unión de RAD51.53 Además, con objetivos desconocidos, los medicamentos de moléculas pequeñas, L75550754 y Brefeldin A,55 se ha descubierto que aumenta la eficiencia del IDH entre tres y cinco veces.56 Se ha encontrado que la regulación de los efectores en la respuesta al daño del ADN es efectiva. De hecho, Nambiar et al. encontró que la regulación al alza de la variante RAD18 diseñada (e18) mejoró significativamente el efecto HDR.57 Cabe destacar que varios factores clave que intervienen en el HDR están sujetos a una regulación basada en SUMO en células de levaduras y mamíferos.58 Por lo general, la SUMOilación tiene un efecto positivo general en la resección final. Por ejemplo, SUMO tiene una influencia funcional más fuerte en el homólogo humano Sae2, CtIP. Sin embargo, los mecanismos aún no se han identificado.59 Además, se sugiere que sumoilación promueva la estabilidad de la proteína EXO1 en células de mamíferos a través de medios directos o indirectos.60 Por lo tanto, especulamos que la manipulación de la SUMOilación de esos factores clave puede permitir una mayor eficiencia HDR.
Optimización de los componentes en la maquinaria CRISPR
Hay dos pasos esenciales para lograr una edición genética precisa a través de la vía HDR. La nucleasa CRISPR-Cas debe estar bajo la guía de un ARN de guía única (sgRNA) para inducir un DSB en los loci del gen objetivo. A partir de entonces, el sitio DSB se repara incorporando un donante de ADN exógeno. Por lo tanto, la nucleasa CRISPR-Cas, el sgRNA y el donante de ADN son indispensables. En principio, la optimización de estos tres componentes debería mejorar la eficiencia del HDR.
Hasta la fecha se han determinado varias estructuras para las nucleasas CRISPR-Cas,61–64 proporcionando orientación para el diseño de variantes Cas con mayor fidelidad y especificidad. Por ejemplo, se construyó una «especificidad mejorada» SpCas9 (denominada «eSpCas9») mutando tres aminoácidos clave en el surco de la cadena no objetivo, atenuando la hibridación entre el ARN guía y el ADN no objetivo.65 Además, se han creado varias otras variantes de Cas9, como Cas9-HF1 (variante de alta fidelidad número 1),66 evoCas9 (variante cas9 evolucionada),67 HypaCas9 (variante cas9 hiperprecisa),68 y HiFi Cas9 (variante Cas9 de alta fidelidad),69 entre otros. Kato-Inui et al. informó que las variantes cas9 diseñadas con umbrales más altos para puntos de control conformacionales pueden mejorar el efecto HDR en la edición de un solo nucleótido, así como la integración de fragmentos largos dentro de las células.70 En particular, HypaCas9 mostró una mayor relación HDR / NHEJ hasta 6.9 veces en células HEK293T y 7.7 veces en células HeLa. Especularon que el umbral modulado de conformación alteró la cinética de la edición del genoma mediada por HypaCas9, lo que a su vez influyó en la interacción entre los DSB y los donantes de ADN. En conjunto, las nucleasas Cas diseñadas con alta fidelidad pueden lograr las máximas relaciones HDR/NHEJ.
En comparación con Cas9, varios estudios han indicado que algunos ortólogos Cas9 con baja orientación fuera de la orientación muestran una mayor eficacia HDR. Por ejemplo, Cas12a (anteriormente denominado Cpf1)71,72 induce un sitio de escisión escalonada sobresaliente de 5 ′ lejos de la región de la semilla, lo que es beneficioso para la reparación mediada por NHEJ (Fig. 2A).73,74 Al suministrar donantes de ADN, el ADN resultante de NHEJ se puede escindir y reparar repetidamente a través de HDR sin destruir los sitios de reconocimiento. Moreno-Mateos et al. aprovechó LbCa12a en lugar de SpCas9 para diseñar peces cebra, y encontró una eficiencia HDR sustancialmente mejorada.75 Shahbazi et al. también entregó Cas12a a células madre y progenitoras hematopoyéticas utilizando una nanopartícula AuNP / CRISPR, lo que condujo a una eficacia HDR notablemente mayor.76 Una de las ortólogas Cas9 más grandes, Francisella novicida Cas9 (FnCas9),77 se encontró que muestra una especificidad extremadamente alta para los sitios objetivo, y predominantemente generó extremos pegajosos sobresalientes de 4 nt 5 ‘. Como resultado, la entrega de FnCas9 en células HEK293T con donantes ssODN mostró una mayor eficiencia HDR de 4,6 veces.78
FIGURA 2. Sistemas CRISPR-Cas de ingeniería representativa con efecto HDR mejorado. (A) Cas12a (anteriormente llamado Cpf1) genera un sitio de escisión escalonada sobresaliente de 5 ‘ que está lejos de la región de la semilla. (B) Cas9 se fusionó a una versión negativa dominante de 53BP1 (DN1S), lo que resultó en la prevención de la unión endógena de 53BP1 a los DSB y el reclutamiento de BRCA1. (C) Atar covalentemente el ADN del donante a Cas9 por circovirus porcino 2, que forma un enlace de fosfotirosina con las secuencias específicas de ssODNs. (D) El sistema de editor principal (PE) se compone de una nickasa Cas9 fusionada a una transcriptasa inversa (RTasa), un ARN guía de edición primo (pegRNA) y una plantilla RT en el extremo 3′.
La entrega de sistemas CRISPR-Cas a través de virus adenoasociados es una de las estrategias más efectivas para su operación in vivo.79 Sin embargo, la capacidad máxima (∼4,5 kb) del virus adenoasociado ha supuesto un revés para el empaquetado de los SpCas9 (∼4,2 kb) y los sgRNAs que normalmente se modifican o personalizan en un solo vector.80,81 Por lo tanto, ortólogos Cas9 de menor tamaño (por ejemplo, Staphylococcus aureus Cas9,80 CasX,82 y Casφ83) podría ser beneficioso para la entrega eficiente y la edición del genoma.64,81
Además de los métodos antes mencionados para la mejora de HDR, otra estrategia común implica la fusión de enzimas Cas u ortólogos con otras proteínas que desempeñan un papel crítico en las vías de reparación del ADN (por ejemplo, CtIP, MRN, 53BP1 y RAD51; Figura 2B). Los distintos mecanismos de estos factores para mejorar el IDH se resumen brevemente en los cuadros 1 y 2.52,84–87 Las plantillas de ADN del donante están atadas a las nucleasas Cas para aumentar sus concentraciones locales. Por ejemplo, Savic et al. O enlazado6-oligos de ADN marcados con bencilguanina a proteínas Cas9 utilizando un enfoque de etiqueta instantánea, logrando una mejora de la eficiencia HDR de hasta 24 veces.88 Además, Aird et al. ató las plantillas ssODN a las proteínas de fusión cas9-porcino circovirus 2 rep y observó un aumento de hasta 30 veces en la eficacia HDR89 (Fig. 2C y D).
Para las ribonucleoproteínas Cas/gRNA (RNPs), se ha encontrado que la ingeniería de los ortólogos Cas9 y Cas9 mejora la estabilidad y especificidad de la orientación génica (Fig. 3A). Además, una serie de enfoques, como el truncamiento,90 modificación química de sgRNA,91–94 y construcción de sgRNA quimérico,95 han sido aprovechados (Fig. 3B). Se ha encontrado que los tipos de ADN del donante (por ejemplo, plásmido de virus, ssODN, dsDNA y transcripciones inversas de ARN) desempeñan un papel importante en la vía HDR.96–100 Por ejemplo, Richardson et al. reveló que las hebras de ADN escindidas se liberaron de los RNP Cas9 de manera asimétrica, donde la cadena de ADN no objetivo se expuso primero. Como resultado, el diseño racional de los ssODN específicos indujo hasta un 60% de mejora del HDR para las células humanas.96 Más tarde, Bollen et al. indicó que el brazo de homología óptimo de ssODN es de 30–36 nt en el extremo 3′ y 67–91 nt en el extremo 5′.98,101,102 Para los donantes de dsDNA, la introducción de partes adicionales, como la biotina, en los extremos de 5′ causó un efecto HDR significativamente mejorado, posiblemente debido al mantenimiento de la conformación de copia única de los donantes de ADN.97 Sin embargo, la producción de donantes de dsDNA mediante la doble escisión de los plásmidos mediada por CRISPR dio como resultado una eficiencia HDR de dos a cinco veces98 (Figura 3C).
FIGURA 3. Optimización de los componentes de la maquinaria CRISPR-Cas, incluyendo (A) la enzima Cas, (B) el ARN de guía única y (C) el ADN del donante para lograr una alta eficiencia HDR.
Alteración del entorno de cromatina celular y local alrededor de los DSB
Los estudios han indicado que el ciclo celular adecuado y el estado de la cromatina son vitales para la reparación mediada por HDR.18,22 Como HDR opera predominantemente en las fases media S y G2, los medicamentos de detención del ciclo celular son efectivos para mejorar la eficiencia de HDR. Yang et al. utilizó nocodazol y ABT para sincronizar células en la fase G2/M, lo que resultó en un aumento de tres a seis veces en la eficiencia HDR en células madre pluripotentes humanas, sin pérdida de pluripotencia y diferenciación.103,104 Además de detener las células en etapas específicas, restringir la formación de DSB durante la fase del ciclo celular G1 no permisiva HDR aumenta de manera eficiente la precisión de la integración. Por ejemplo, Gutschner et al. fusionó una Geminina humana N-terminal a SpCas9, lo que resultó en una proteína de fusión diseñada denominada «Cas9-hGem». Esta variante de Cas9 es ubiquitinada por el complejo de ubiquitina ligasa E3, APC/Cdh1, lo que lleva a la degradación de Cas9 y una disminución de los DSB en la fase G1.105 Como resultado, la actividad de Cas9-hGem durante las fases del ciclo celular predominantes en HDR mostró un aumento en la eficiencia hdr de hasta el 87%. (Fig. 4). Además, proteínas anti-CRISPR (Acr)106–108 recientemente se descubrió que regulan la actividad de Cas9 de una manera controlable. Por ejemplo, Matsumoto et al. fusionó la proteína anti-CRISPR, AcrIIA4, con la región N-terminal de la licencia de cromatina humana y el factor de replicación del ADN1 (hCdt1), y logró la degradación específica de las proteínas a través de la proteólisis mediada por ubiquitina en la fase S/G2. Al coexpresar AcrIIA4-Cdt1 con spCas9, Cas9 está activo solo en la fase S/G2. Aprovechando este enfoque, no solo se observó una eficiencia HDR mejorada (aproximadamente cuatro veces), sino también una menor relación fuera del objetivo en múltiples loci objetivo en células 293A.109
FIGURA 4. La eficiencia HDR se puede mejorar controlando la edición del genoma que ocurre en las fases S / G2. Las células se pueden detener en fases específicas utilizando fármacos sincronizados, como nocodazol y ABT (fases G2/M) y mimosina, puldicolina, timidina e hidroxiurea (borde G1/S). La variante hCas9-hGem funciona en las fases S/G2 y puede ser degradada por la proteólisis basada en APC/Cdh1 en la fase tardía M/G1.
La edición del genoma mediada por CRISPR-Cas ocurre con frecuencia en contextos cromosómicos distintos, como la eucromatina y la heterocromatina.110,111 Según la evidencia previa, las topologías cromosómicas tienen un impacto notable en la eficiencia de la edición del genoma.112–114 Sin embargo, es difícil evaluar los factores debido a numerosas conformaciones de cromatina. Anteriormente, se encontró que la disminución en la unión a Cas9 por cromatina compactada y / o modificación del ADN daba como resultado una baja eficiencia de orientación génica de la heterocromatina.115–117 Para investigar cómo la conformación de la cromatina influye en la edición del genoma mediada por Cas9, Chen et al. empleó un sistema TetR-KRAB para cambiar las conformaciones de cromatina en un sistema celular. Se sabe que la caja asociada a Krüppel (KRAB) recluta componentes de cromatina y remodelación de nucleosomas, como la proteína 1 asociada a KRAB (KAP1),118 proteína heterocromatina 1 (HP-1),119 CHD3,120 y la histona metiltransferasa del dominio SET, SETDB1,121 en última instancia, proporcionar un entorno local permisivo que sea beneficioso para la vía HDR. En este caso, la vía NHEJ se ve obstaculizada por la heterocromatina, mientras que la vía HDR está menos influenciada, lo que resulta en un cambio de equilibrio de NHEJ a HDR.116 Janssen et al. sacaron conclusiones similares a Chen et al.122 En otro estudio, el estado de la cromatina se controló a través de la acetilación y desacetilación de histonas, que están reguladas por la histona acetiltransferasa y la histona desacetilasa (HDAC). En este estudio, se encontró que la inhibición de HDAC1 o HDAC2, pero no de otros HDAC, aumenta la tasa de NHEJ y HDR en aproximadamente dos a tres veces. A medida que los resultados se alinearon con observaciones anteriores, los investigadores plantearon la hipótesis de que los inhibidores de HDAC podrían abrir la cromatina y mejorar no solo la unión de la proteína Cas9, sino también la accesibilidad del ADN del donante al ADN objetivo.123 En contraste, otros estudios indicaron que no hubo diferencias aparentes en la proporción eventual de HDR / NHEJ con respecto a los distintos estados de cromatina. Sin embargo, las regiones heterocromáticas se pueden editar con éxito disminuyendo la capacidad de búsqueda de Cas9.124 Consistentemente, Kallimasioti-Pazi et al. indicó que la heterocromatina compactada influyó en la cinética en lugar del punto final de las nucleasas CRISPR-Cas9.114 Hasta la fecha, el mecanismo preciso de cómo las estructuras de cromatina influyen en el HDR mediado por Cas9 sigue sin estar claro.125 La influencia del entorno de cromatina del sitio objetivo y las modificaciones epigenéticas en los resultados de la edición del genoma a menudo se han pasado por alto en revisiones anteriores sobre este tema. Sin embargo, estos factores deben considerarse en estudios futuros para mejorar aún más la eficiencia HDR de los sistemas CRISPR-Cas.
Conclusión
El HDR asociado a la nucleasa CRISPR-Cas se ha convertido en una herramienta útil para la edición precisa del ADN genómico. El editor base126–128 y editor principal129,130 (Figura 2D) se desarrollaron recientemente fusionando el dominio de unión al ADN de Cas9 (Cas9 muerto o dCas9) o cas9 nickasa a una enzima que cambia la identidad de una sola base de ADN objetivo. Los sistemas de editor base y editor principal son efectivos para la producción de mutaciones puntuales en ausencia de DSB. Aunque estas tecnologías son muy potentes, la reparación del ADN mediada por HDR tiene ventajas incomparables en diversas condiciones, como la reparación concurrente de múltiples mutaciones y la corrección de grandes inserciones y deleciones. Además, la eficiencia del HDR es menor que la del NHEJ en eucariotas, lo que limita su aplicación en tratamientos clínicos.
Los estudios en células de mamíferos han revelado que el deterioro de la vía NHEJ puede mejorar la eficiencia hdr.42,45–47,52,57,131 Observaciones similares se realizaron en la levadura de fisión, Schizosaccharomyces pombe,132 incluso sin el sistema CRISPR-Cas. Se podría argumentar que este enfoque es una estrategia universalmente eficaz para mejorar la eficiencia del IDH. Por lo tanto, los intentos anteriores de mejorar el HDR en levaduras pueden proporcionar pistas beneficiosas para mejorar la eficiencia de la orientación génica. El enfoque de «marcador dividido» también puede mejorar la orientación génica en ambos convencionales133 y no convencionales134 organismos modelo. La combinación de tales enfoques con las tecnologías CRISPR-Cas puede producir resultados sinérgicos.
En esta revisión, discutimos las estrategias de mejora HDR presentadas basadas en tres factores: regulación de los factores clave en las vías de reparación del ADN, modulación de los componentes en la maquinaria CRISPR-Cas y alteración del entorno intracelular alrededor de los DSB. Para cada aspecto, presentamos algunos de los avances y aplicaciones más recientes. Sin embargo, hay limitaciones que deben superarse. Por ejemplo, la mayoría de las estrategias se basan en condiciones biológicas y experimentales, lo que conduce a la falta de un enfoque dominante para que los investigadores lo sigan. Además, en revisiones anteriores sobre este tema, observamos que la influencia del entorno de cromatina del sitio objetivo y las modificaciones epigenéticas en los resultados de la edición del genoma a menudo se pasan por alto. En el futuro se deben considerar más factores para la mejora del HDR.
Aunque algunas de las estrategias propuestas funcionan bien bajo ciertas condiciones, el HDR altamente eficiente sigue siendo un valor atípico. Para lograr la promesa de la edición terapéutica del genoma, se podrían desarrollar metodologías de administración más eficientes. En el futuro, el desarrollo de métodos todo en uno que combinen las ventajas de diferentes enfoques probablemente será la opción óptima. Por ejemplo, nuestro grupo está desarrollando actualmente un método que combina los méritos de las tecnologías CRISPR-Cas9 y siRNA para obtener el mejor rendimiento en HDR. En general, esperamos que esta revisión sea valiosa para los investigadores en el campo de la edición del genoma. También creemos que pronto se desarrollarán herramientas científicas basadas en HDR para aplicaciones clínicas eficaces.