Una colaboración de investigación entre la Universidad de Tufts y la Academia de Ciencias de China ha llevado al desarrollo de un mecanismo de entrega significativamente mejorado para el método de edición de genes CRISPR / Cas9 en el hígado, según un estudio publicado recientemente en la revista Materiales avanzados . La entrega utiliza nanopartículas de lípidos sintéticos biodegradables que llevan las herramientas de edición molecular a la célula para alterar con precisión el código genético de las células con una eficiencia de hasta el 90 por ciento. Las nanopartículas representan una de las herramientas de entrega CRISPR / Cas9 más eficientes informadasHasta ahora, según los investigadores, y podría ayudar a superar los obstáculos técnicos para permitir la edición de genes en una amplia gama de aplicaciones terapéuticas clínicas.
El sistema de edición de genes CRISPR / Cas9 se ha convertido en una poderosa herramienta de investigación que descubre la función de cientos de genes y actualmente se está explorando como una herramienta terapéutica para el tratamiento de diversas enfermedades. Sin embargo, quedan algunos obstáculos técnicos antes de que pueda ser práctico paraaplicaciones clínicas: CRISPR / Cas9 es un gran complejo molecular que contiene una nucleasa Cas9 que puede cortar ambas cadenas de una secuencia genómica específica y un ARN de 'guía única' sgRNA que escanea el genoma para ayudar ala nucleasa encuentra esa secuencia específica que se debe editar. Dado que es un gran complejo molecular, es difícil administrar CRISPR / Cas9 directamente al núcleo de la célula, donde puede hacer su trabajo. Otros han empaquetado las moléculas de edición en virus, polímerosy diferentes tipos de nanopartículas para introducirlos en el núcleo, pero la baja eficiencia de la transferencia ha limitado su uso y potencia para aplicaciones clínicas.
Las nanopartículas lipídicas descritas en el estudio encapsulan el ARN mensajero ARNm que codifica Cas9. Una vez que el contenido de las nanopartículas, incluido el sgRNA, se libera en la célula. La maquinaria de producción de proteínas de la célula se hace cargo y crea Cas9 a partir dePlantilla de ARNm, completando el kit de edición de genes. Una característica única de las nanopartículas está hecha de lípidos sintéticos que comprenden enlaces disulfuro en la cadena grasa. Cuando las partículas ingresan a la célula, el ambiente dentro de la célula rompe el enlace disulfuro para desmontar las nanopartículas ylos contenidos se liberan rápida y eficientemente en la celda.
"Recién estamos comenzando a ver ensayos clínicos en humanos para terapias CRISPR", dijo Qiaobing Xu, coautor correspondiente del estudio y profesor asociado de ingeniería biomédica en la Universidad de Tufts. "Hay muchas enfermedades que han sido intratables por mucho tiempo.Las terapias CRISPR podrían ofrecer una nueva esperanza, por ejemplo, la enfermedad de células falciformes, la distrofia muscular de Duchenne, la enfermedad de Huntington e incluso muchos tipos de cáncer. Nuestra esperanza es que este avance nos lleve a dar un paso más para hacer de CRISPR un enfoque efectivo y práctico para el tratamiento ".
Los investigadores aplicaron el nuevo método a los ratones, buscando reducir la presencia de un gen que codifica PCSK9, cuya pérdida se asocia con un colesterol LDL más bajo y un menor riesgo de enfermedad cardiovascular ". Las nanopartículas lipídicas son una de las máshemos visto portadores eficientes de CRISPR / Cas9 ", dijo Ming Wang, también coautor del estudio y profesor de la Academia de Ciencias de China, Laboratorio Nacional de Ciencia Molecular de Beijing". De hecho, podemos eliminar la expresión de PCSK9 en ratones con 80porcentaje de eficiencia en el hígado, lo que sugiere una promesa real para aplicaciones terapéuticas ".
Además de los autores citados anteriormente, el estudio fue dirigido por Ji Liu, estudiante graduado y primer autor, del Instituto de Química de la Academia de Ciencias de China, junto con los coautores Jin Chang, Ying Jiang, Lanqun Mao, profesoresde la Academia China de Ciencias, y Xiandi Meng, y Tianmeng Sun del Primer Hospital y Centro Internacional de Ciencias del Futuro, Universidad de Jilin.
Este trabajo fue parcialmente apoyado por el Programa Nacional de Investigación y Desarrollo Clave de China 2017YFA0208100, 2016YFA0200104, y la Fundación Nacional de Ciencia de China 21778056, 21790390, 21790391, 21621062 y 21435007. El apoyo también fue proporcionado por los Institutos Nacionales deSalud UG3 TR002636-01 y R21 EB024041. El contenido es responsabilidad exclusiva de los autores y no representa necesariamente las opiniones oficiales de los Institutos Nacionales de Salud.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Tufts . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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