Publicado 04/07/2022 07:29

Un CRISPR "suave" puede ofrecer una nueva solución para los defectos genéticos

Archivo - DNA science background
Archivo - DNA science background - GETTY IMAGES/ISTOCKPHOTO / SMOLYGIN VITALIY

MADRID, 4 Jul. (EUROPA PRESS) -

Un equipo de biólogos de la Universidad de California en San Diego (Estados Unidos) han descrito un nuevo enfoque más seguro las tecnologías CRISPR que podría corregir defectos genéticos en el futuro. Su estrategia, que hace uso de la maquinaria natural de reparación del ADN, sienta las bases de novedosas estrategias de terapia génica con el potencial de curar un amplio espectro de enfermedades genéticas, según publican en la revista 'Science Advances'.

Curar las enfermedades genéticas debilitantes es uno de los grandes retos de la medicina moderna. Durante la última década, el desarrollo de las tecnologías CRISPR y los avances en la investigación genética trajeron nuevas esperanzas para los pacientes y sus familias, aunque la seguridad de estos nuevos métodos sigue siendo motivo de gran preocupación.

En muchos casos, quienes padecen trastornos genéticos son portadores de mutaciones distintas en las dos copias de los genes heredados de sus padres. Esto significa que, a menudo, una mutación en un cromosoma tendrá una secuencia funcional homóloga en el otro cromosoma. Los investigadores emplearon las herramientas de edición genética CRISPR para aprovechar este hecho.

"La variante sana puede ser utilizada por la maquinaria de reparación de la célula para corregir la mutación defectuosa después de cortar el ADN mutante --explica la especialista Annabel Guichard, autora principal del estudio--. Sorprendentemente, esto puede lograrse incluso más eficientemente por un simple nick inofensivo".

Trabajando con moscas de la fruta, los investigadores diseñaron mutantes que permitían visualizar esta "reparación homóloga del cromosoma", o HTR, mediante la producción de pigmentos en sus ojos.

Inicialmente, estos mutantes presentaban ojos totalmente blancos. Pero cuando las mismas moscas expresaron componentes CRISPR (un ARN guía más Cas9), mostraron grandes manchas rojas en sus ojos, señal de que la maquinaria de reparación del ADN de la célula había logrado revertir la mutación utilizando el ADN funcional del otro cromosoma.

A continuación, probaron su nuevo sistema con variantes de Cas9 conocidas como "nicasas" que se dirigían a una sola cadena de ADN en lugar de a ambas. Sorprendentemente, los autores descubrieron que tales mellas también daban lugar a una restauración de alto nivel del color de los ojos rojos casi a la par de las moscas sanas normales (no mutadas).

Encontraron una tasa de éxito de reparación del 50-70% con la nicasa, en comparación con sólo el 20-30% en el corte de doble hebra Cas9, que también genera mutaciones frecuentes y se dirige a otros sitios en todo el genoma (las llamadas mutaciones fuera del objetivo).

"No podía creer lo bien que funcionaba la nicasa: era algo totalmente imprevisto", reconoce la becaria postdoctoral Sitara Roy, autora principal del estudio. Los investigadores señalan que la versatilidad del nuevo sistema podría servir de modelo para reparar mutaciones genéticas en mamíferos.

"Todavía no sabemos cómo se trasladará este proceso a las células humanas y si podemos aplicarlo a cualquier gen --apunta Guichard--. Es posible que se necesiten algunos ajustes para obtener un HTR eficaz para las mutaciones causantes de enfermedades que portan los cromosomas humanos".

La nueva investigación amplía los logros anteriores del grupo en materia de edición de precisión con "impulsores alélicos", que amplían los principios de los impulsores génicos con un ARN guía que dirige el sistema CRISPR para cortar las variantes no deseadas de un gen y sustituirlas por una versión preferida del mismo.

Una característica clave de la investigación del equipo es que su sistema basado en la nicasa provoca muchas menos mutaciones dentro y fuera del objetivo, como se sabe que ocurre con las ediciones CRISPR más tradicionales basadas en Cas9. También afirman que una entrega lenta y continua de componentes de nicasa a lo largo de varios días puede resultar más beneficiosa que las entregas únicas.

"Otra ventaja notable de este enfoque es su simplicidad --apunta el profesor Ethan Bier, autor del estudio--. Depende de muy pocos componentes y las mellas en el ADN son 'suaves', a diferencia de Cas9, que produce roturas completas del ADN a menudo acompañadas de mutaciones".

"Si se pudiera aumentar la frecuencia de estos eventos, ya sea promoviendo el emparejamiento interhomológico u optimizando los procesos de reparación específicos de las mellas, estas estrategias podrían aprovecharse para corregir numerosas mutaciones dominantes o transheterocigotas causantes de enfermedades", subraya Roy.