Una nueva técnica de edición de ADN revierte en ratones la diabetes, la distrofia muscular y la insuficiencia renal

El entusiasmo por las técnicas de edición genética, particularmente la tecnología CRISPR-Cas9, se centra en su habilidad para insertar o eliminar genes, con el fin de reparar mutaciones que derivan en enfermedad. El gran problema al respecto es que la misma técnica se basa en cortar la molécula de ADN bicatenario, y cómo la célula responde a ese corte y cómo es reparado. Con alguna frecuencia, esta técnica deja nuevas mutaciones con inciertos efectos secundarios.

En un artículo publicado en la revista Cell el pasado 7 de diciembre, científicos del Salk Institute informaban sobre una técnica CRISPR-Cas9 modificada que altera la actividad de genes asociados a enfermedades, en lugar de atacar a la secuencia subyacente. Los investigadores demuestran que esta técnica puede ser utilizada en ratones para tratar diferentes enfermedades.

«Cortar el ADN abre la puerta a la introducción de nuevas mutaciones”, afirma el autor senior Juan Carlos Izpisua Belmonte, del Salk Institute for Biological Studies, cuyo laboratorio desarrolló esta nueva técnica. «Esto es algo que ocurrirá con CRISPR o con cualquier otra herramienta que desarrollemos y que corte el ADN. Es el mayor cuello de botella del campo de la genética«.

Sus hallazgos son los primeros que proporcionan evidencia de que podemos alterar el fenotipo de un animal con tecnología de edición epigenética, preservando la integridad del ADN.

Esta técnica se basa en el uso de dos virus adenoasociados (AAVs, en inglés) para introducir la maquinaria de manipulación genética en células de ratones recién nacidos. Los investigadores insertaron el gen para la enzima Cas9 en un virus AAV, y utilizaron el otro virus para introducir un ARN de guía corta (sgRNA, en inglés), que especifica la localización precisa en el genoma del ratón donde se unirá Cas9, con un activador transcripcional. El sgRNA más corto tiene sólo 14 ó 15 nucleótidos, en comparación con los 20 utilizados en la mayoría de las técnicas CRISPR-Cas9, lo que evita que Cas9 corte el ADN.

«Básicamente, utilizamos la guía ARN modificada para insertar un activador transcripcional, que trabaja junto a Cas9 y lo libera en la región del genoma en la que estamos interesados”, asegura el coautor Hsin-Kai Liao, de Belmonte laboratory.

Ese complejo resultante se asienta en la región de interés del ADN y promueve la expresión del gen que interesa. Técnicas similares pueden ser utilizadas para activar virtualmente cualquier gen o vía genética sin el riesgo de introducir mutaciones potencialmente dañinas.

El equipo de investigadores demostró la reversión de la enfermedad en muchos modelos de ratones. En un modelo que padecía enfermedad renal aguda, mostraron que la técnica activó genes antes silenciados o dañados, para restaurar la función renal normal. Fueron capaces de inducir algunas células hepáticas a diferenciarse en células similares a las pancreáticas, que producen insulina, y revertir parcialmente la diabetes tipo I en un ratón que la padecía.

El equipo también demostró que podían recuperar el crecimiento muscular y la función en modelos de ratón con distrofia muscular, 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 ruta que el gen mutado, superando el efecto de este gen. «No arreglamos el gen, la mutación aun está ahí”, asegura Belmonte, «En lugar de eso, trabajamos en el epigenoma y la recuperación de la expresión de otros genes del ratón en la misma ruta. Esto es suficiente para recuperar la función muscular en esos ratones mutados”.

Los datos preliminares sugieren que la técnica es segura y no produce mutaciones indeseadas. Sin embargo, los investigadores desean trabajar más en el tema para aumentar la seguridad y eficiencia antes de considerar un entorno clínico.

Belmonte opina que esta tecnología puede ser un tratamiento potencial para tratar desórdenes neurológicos, como el Alzheimer y el Parkinson, ya que podría rejuvenecer a la población de neuronas del cerebro.

Fuente: Cell.