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TERAPIA GÉNICA

Una técnica de edición genética evita daños en el ADN

El equipo de Izpisúa Belmonte modifica el sistema CRISPR/Cas9 para minimizar el riesgo de mutaciones

El Periódico

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Juan Carlos Izpisúa Belmonte, a la izquierda, junto a Josep Maria Campistol. / periodico

Un equipo encabezado por el científico español Juan Carlos Izpisúa Belmonte, investigador del Instituto Salk de La Jolla (Estados Unidos), ha desarrollado una nueva versión de la tecnología de edición del genoma CRISPR/Cas9 que permite activar genes sin causar rupturas en el ADN, es decir, sin cambiar la secuencia. Sin provocar mutaciones de efectos inciertos. Así se evita uno de los principales obstáculos en el uso de tecnologías de edición genética para tratar enfermedades.

En el estudio, que se ha publicado en la revista Cell, los investigadores han utilizado este nuevo enfoque en modelos de ratones para el tratamiento de diversas enfermedades, como la diabetes, la enfermedad renal aguda y la distrofia muscular.

En el trabajo también han participado, entre otros, Josep Maria Campistol, director general y nefrólogo del Hospital Clínic e investigador del Idibaps de Barcelona y científicos de la Universidad Católica de Murcia (UCAM) y de la Fundación Pedro Guillén, de Madrid.

La mayoría de los sistemas CRISPR / CAS9 funcionan mediante la creación de roturas en la doble cadena de ADN en las regiones del genoma seleccionadas para su edición o supresión. De hecho, son muchos los investigadores que se oponen a generar tales rupturas en el ADN de los seres humanos. "Aunque muchos estudios han demostrado que CRISPR / CAS9 se puede aplicar como una poderosa herramienta para la terapia génica, hay una creciente preocupación por las mutaciones no deseadas generadas por roturas en la doble cadena a través de esta tecnología", explica Izpisúa-Belmonte. "Hemos podido dar solución a esta preocupación", añade.

En el sistema CRISPR / CAS9 original, la enzima CAS9 se acopla al ARN guía que la dirige al lugar correcto en el genoma para crear así las roturas en la doble cadena del ADN. Recientemente, algunos investigadores han comenzado a utilizar una forma "muerta" de CAS9 (dCas9), que puede dirigirse a sitios específicos en el genoma, pero sin cortar el ADN. Así, dCas9 se acopla a los dominios de activación transcripcional, o interruptores moleculares, que activan genes específicos. Pero la proteína dCas9 resultante unida a los interruptores es demasiado grande y voluminosa para caber en el vehículo que se utiliza para administrar este tipo de terapias en células de organismos vivos, los virus adenoasociados (AAV). La falta de un sistema de entrega eficiente hace que sea muy difícil utilizar esta herramienta en aplicaciones clínicas.

Gama de interruptores

En el artículo publicado en Cell, los investigadores combinaron CAS9 / dCas9 con una gama de diferentes interruptores para encontrar una combinación que funcionara incluso cuando las proteínas no estaban fusionadas entre sí. En otras palabras, CAS9 o dCas9 se empaquetó en un AAV, y los interruptores y el ARN guía, en otro. También optimizaron los ARN guía para asegurarse de que todas las piezas acabaran en el lugar deseado en el genoma, y ​​que el gen diana fuera fuertemente activado.

"Todos los componentes trabajan juntos en el organismo para influir en los genes endógenos", explica Hsin-Kai (Ken) Liao, investigador en el laboratorio de Izpisúa Belmonte y primer autor del artículo. De este modo, la tecnología funciona a nivel epigenético, lo que significa que influye en la actividad de los genes sin cambiar la secuencia de ADN.

Para probar el método, los investigadores utilizaron modelos de ratón con lesión renal aguda, diabetes tipo 1 y una forma de distrofia muscular. En cada caso diseñaron su sistema CRISPR / CAS9 para impulsar la expresión de un gen endógeno que podría revertir los síntomas de la enfermedad.

Las experiencias

En el caso de la enfermedad renal, activaron dos genes que se sabía que estaban implicados en la función renal y observaron no solo un aumento en los niveles de las proteínas asociadas con estos genes, sino también una mejor función renal después de una lesión aguda. Para la diabetes tipo 1, tenían como objetivo aumentar la actividad de los genes que podrían generar células productoras de insulina. Una vez más, el tratamiento funcionó, disminuyendo los niveles de glucosa en sangre en un modelo de diabetes en ratones. Y para la distrofia muscular, los investigadores expresaron genes que se ha demostrado con anterioridad que pueden revertir los síntomas de la enfermedad, incluido un gen particularmente grande que no puede ser administrado fácilmente a través de terapias genéticas mediadas por virus tradicionales.

"Cuando vimos los resultados en ratones, nos emocionamos mucho", señala Fumiyuki Hatanaka, investigador del Salk Institute y coautor del artículo. "Podemos inducir la activación de genes y, al mismo tiempo, ver el cambio fisiológico".

Mejorar la especificidad

El equipo de investigadores ahora está trabajando para mejorar la especificidad de este sistema y aplicarlo a más tipos de células y órganos para tratar una gama más amplia de enfermedades humanas, así como para rejuvenecer órganos específicos y revertir el proceso de envejecimiento. Se necesitan, sin embargo, más pruebas de seguridad antes de poder utilizar esta técnica en seres humanos.

"Este trabajo abre nuevas perspectivas en el campo de la edición génica y en la posibilidad de mejorar el pronóstico de determinadas enfermedades", explica Campistol, que espera que "este nuevo enfoque algún día se pueda trasladar a la práctica clínica y confimar su potencial terapéutico".

Temas: Genética

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