Gran parte del entusiasmo en torno a las técnicas de edición de genes, particularmente la tecnología CRISPR-Cas9, se centra en la capacidad de insertar o eliminar genes o de reparar mutaciones que causan enfermedades. Una de las principales preocupaciones del enfoque CRISPR-Cas9, en el que el dobleLa molécula de ADN trenzada se corta, es cómo responde la célula a ese corte y cómo se repara. Con cierta frecuencia, esta técnica deja nuevas mutaciones a su paso con efectos secundarios inciertos.
en un artículo que aparece en el diario Celda el 7 de diciembre, los científicos del Instituto Salk informan una técnica CRISPR-Cas9 modificada que altera la actividad, en lugar de la secuencia subyacente, de los genes asociados a la enfermedad. Los investigadores demuestran que esta técnica se puede utilizar en ratones para tratar varios tipos diferentesenfermedades
"Cortar el ADN abre la puerta a la introducción de nuevas mutaciones", dice el autor principal, Juan Carlos Izpisua Belmonte, del Instituto Salk de Estudios Biológicos, cuyo laboratorio desarrolló la nueva técnica. "Eso es algo que se quedará con nosotros con CRISPR o cualquier otrootra herramienta que desarrollamos que corta el ADN. Es un importante cuello de botella en el campo de la genética: la posibilidad de que la célula, después de cortar el ADN, pueda introducir errores dañinos ".
Ese hecho guió cada experimento en el laboratorio de Belmonte a medida que desarrollaron la técnica usando un sistema CRISPR-Cas9 modificado que no corta el ADN. Sus hallazgos son los primeros en proporcionar evidencia de que uno puede alterar el fenotipo de un animal con una epigenéticatecnología de edición, preservando la integridad del ADN.
La idea principal detrás de la técnica de Salk es el uso de dos virus adenoasociados AAV como la maquinaria para introducir su maquinaria de manipulación genética a las células en ratones postnatales. Los investigadores insertaron el gen para la enzima Cas9 en un AAVvirus. Utilizaron otro virus AAV para introducir un ARN guía corto sgRNA, que especifica la ubicación precisa en el genoma del ratón donde se unirá Cas9, y un activador transcripcional. El sgRNA más corto tiene solo 14 o 15 nucleótidos en comparación con el estándar20 nucleótidos utilizados en la mayoría de las técnicas CRISPR-Cas9, y esto evita que Cas9 corte el ADN.
"Básicamente, utilizamos el ARN guía modificado para traer un activador transcripcional para trabajar junto con el Cas9 y entregar ese complejo a la región del genoma en la que estábamos interesados", dice el coautor principal Hsin-Kai Liao del Belmontelaboratorio.
El complejo se encuentra en la región de ADN de interés y promueve la expresión de un gen de interés. Se podrían usar técnicas similares para activar prácticamente cualquier gen o vía genética sin el riesgo de introducir mutaciones potencialmente dañinas.
"Queríamos cambiar el destino celular con eficiencia terapéutica sin un corte de ADN", explica el coprimer autor Fumiyuki Hatanaka.
Sorprendentemente, el equipo demostró la reversión de la enfermedad en varios modelos de enfermedad en ratones. En un modelo de ratón de enfermedad renal aguda, mostraron que la técnica activaba genes previamente dañados o silenciados para restaurar la función renal normal. También fueron capaces de inducir algo de hígadocélulas para diferenciarse en células pancreáticas de tipo \ beta, que producen insulina, para rescatar parcialmente un modelo de ratón con diabetes tipo 1.
El equipo también demostró que podían recuperar el crecimiento muscular y la función en modelos de distrofia muscular en ratones, una enfermedad con una mutación genética conocida. En lugar de tratar de corregir el gen mutado, los investigadores aumentaron la expresión de genes en la misma vía queel gen mutado, anulando el efecto del gen dañado. "No estamos arreglando el gen; la mutación todavía está allí", dice Belmonte, "en cambio, estamos trabajando en el epigenoma y los ratones recuperan la expresión de otros genes".en la misma vía. Eso es suficiente para recuperar la función muscular de estos ratones mutantes ".
Los datos preliminares sugieren que la técnica es segura y no produce mutaciones genéticas no deseadas. Sin embargo, los investigadores están realizando más estudios para garantizar la seguridad, la practicidad y la eficiencia antes de considerar llevarla a un entorno clínico.
Belmonte ve esta tecnología como una forma de tratar potencialmente trastornos neurológicos como las enfermedades de Alzheimer y Parkinson. Así como la técnica restauró la función productora de riñones, músculos y insulina en los modelos de ratón, él ve un futuro para rejuvenecer las poblaciones neuronales, tal vezincluso un día en pacientes humanos.
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