Científicos del Laboratorio de Expresión Génica del Instituto Salk, en California, dirigidos por Juan Carlos Izpisúa Belmonte, han creado una nueva versión de la técnica de edición genética CRISPR/Cas9 que permite activar genes sin provocar rupturas en el ADN, lo que evita los inconvenientes que presenta la edición genética a la hora de tratar enfermedades humanas.
La mayoría de los sistemas CRISPR/Cas9 se basan en crear cortes de cadena doble en regiones del genoma que se desean editar o eliminar, pero numerosos investigadores se oponen a provocar tales rupturas en el ADN de las personas. En un estudio preliminar demostrativo, el grupo de Izpisúa Belmonte ha utilizado una nueva estrategia para tratar en ratones experimentales varias enfermedades, como la diabetes, la enfermedad renal aguda y la distrofia muscular.
“Aunque numerosos estudios han demostrado que CRISPR/Cas9 puede emplearse como una poderosa herramienta en la terapia génica, hay una preocupación creciente con respecto a las mutaciones no deseadas generadas por las roturas de doble hélice con esta técnica”, comenta Izpisúa Belmonte. “Ahora hemos logrado evitar ese obstáculo”.
En el sistema CRISPR/Cas9 original, la enzima Cas9 se acopla a una guía de ARN, la cual dirige la enzima al lugar del genoma donde debe provocar el doble corte. Hace poco, algunos investigadores han comenzado a usar una forma “muerta” de Cas9 (dCas9, del inglés dead Cas9), que todavía puede actuar sobre lugares específicos del genoma, pero sin ocasionarle cortes. En lugar de ello, dCas9 se acopla a dominios de activación transcripcional (interruptores moleculares) que activan genes específicos. Sin embargo, la proteína resultante (dCas9 unida a los interruptores moleculares) es demasiado voluminosa para caber en el vehículo que suele utilizarse para administrar este tipo de terapias en organismos vivos, a saber, los virus adenoasociados (AAV). La falta de un sistema de entrega eficaz complica mucho el empleo de esta estrategia en aplicaciones clínicas.
El equipo de Izpisúa Belmonte exploró la unión de Cas9 o dCas9 con una gama de interruptores activadores para descubrir una combinación que funcionara incluso cuando sus elementos no estuvieran acoplados entre sí. En otras palabras, en un AAV se introdujo Cas9 o dCas9, y en otro, los interruptores y la guía de ARN. También optimizaron las guías de ARN para asegurarse de que todas las piezas terminaran en el lugar deseado del genoma, de modo que el gen objetivo se activara fuertemente.
“Todos los componentes operan juntos en el organismo para influir en los genes endógenos”, explica Hsin-Kai Liao, investigador del laboratorio de Izpisúa Belmonte y primer autor del artículo. De esta manera, la técnica funciona epigenéticamente, lo que significa que influye en la actividad de los genes sin cambiar la secuencia de ADN.
Para ensayar el método, los investigadores utilizaron modelos de ratón con lesión renal aguda, diabetes de tipo 1 y una forma de distrofia muscular. En cada caso, diseñaron un sistema CRISPR/Cas9 que aumentara la expresión de un gen endógeno que pudiera revertir los síntomas de la enfermedad. En el caso de la enfermedad renal, activaron dos genes que se sabía que estaban involucrados en la función renal, y observaron no solo mayores niveles de las proteínas asociadas a esos genes, sino también una mejor función renal después de una lesión aguda. Para la diabetes de tipo 1, se propusieron aumentar la actividad de los genes que podrían generar células productoras de insulina. Una vez más, el tratamiento funcionó y logró disminuir los valores de glucosa en sangre en un modelo de diabetes en ratones. Para la distrofia muscular, los autores lograron la expresión de genes que se sabía revertían los síntomas de la enfermedad; entre esos genes había uno particularmente grande que no puede administrarse fácilmente con las terapias génicas tradicionales mediadas por virus.
El equipo de Izpisúa Belmonte está intentado ahora mejorar la especificidad de su estrategia para aplicarla a más tipos de células y órganos. Con ello pretenden tratar una gama más amplia de enfermedades humanas, así como rejuvenecer órganos específicos y curar las enfermedades relacionadas con la edad, como la sordera y la degeneración macular. Los autores apuntan que primero deberán obtenerse más pruebas de seguridad, antes de ensayar los tratamientos en humanos.
Fuente: investigacionyciencia.es