Los científicos de Salk han creado una nueva versión de la tecnología de edición del genoma CRISPR / Cas9 que les permite activar genes sin crear interrupciones en el ADN, evitando potencialmente un obstáculo importante para usar tecnologías de edición de genes para tratar enfermedades humanas.
La mayoría de los sistemas CRISPR / Cas9 funcionan mediante la creación de "interrupciones de doble cadena" DSB en regiones del genoma destinadas a la edición o eliminación, pero muchos investigadores se oponen a crear tales interrupciones en el ADN de los seres humanos vivos. Como pruebaDesde el punto de vista conceptual, el grupo Salk utilizó su nuevo enfoque para tratar varias enfermedades, como diabetes, enfermedad renal aguda y distrofia muscular, en modelos de ratón.
"Aunque muchos estudios han demostrado que CRISPR / Cas9 se puede aplicar como una herramienta poderosa para la terapia génica, existen crecientes preocupaciones con respecto a las mutaciones no deseadas generadas por la doble hebra que atraviesa esta tecnología", dice Juan Carlos Izpisua Belmonte, profesoren el laboratorio de expresión génica de Salk y autor principal del nuevo artículo, publicado en Celda el 7 de diciembre de 2017. "Pudimos evitar esa preocupación"
En el sistema CRISPR / Cas9 original, la enzima Cas9 se combina con los ARN guía que la dirigen al lugar correcto en el genoma para crear DSB. Recientemente, algunos investigadores comenzaron a usar una forma "muerta" de Cas9 dCas9,que todavía puede apuntar a lugares específicos en el genoma, pero ya no corta el ADN. En cambio, dCas9 se ha acoplado con dominios de activación transcripcionales - interruptores moleculares - que activan genes específicos. Pero la proteína resultante - dCas9 unida a los interruptores activadores- es demasiado grande y voluminoso para caber en el vehículo que normalmente se usa para administrar este tipo de terapias a las células de los organismos vivos, a saber, los virus adenoasociados AAV. La falta de un sistema de administración eficiente hace que sea muy difícil usar esta herramientaen aplicaciones clínicas.
El equipo de Izpisua Belmonte combinó Cas9 / dCas9 con una gama de diferentes activadores para descubrir una combinación que funcionó incluso cuando las proteínas no se fusionaron entre sí. En otras palabras, Cas9 o dCas9 se empaquetaron en un AAV, y los interruptores ylos ARN guía se empaquetaron en otro. También optimizaron los ARN guía para asegurarse de que todas las piezas terminaran en el lugar deseado en el genoma y que el gen objetivo se activara fuertemente.
"Todos los componentes trabajan juntos en el organismo para influir en los genes endógenos", dice Hsin-Kai Ken Liao, investigador del personal del laboratorio Izpisua Belmonte y coautor del nuevo artículo. De esta manera, la tecnologíaopera epigenéticamente, lo que significa que influye en la actividad genética sin cambiar la secuencia de ADN.
Para probar el método, los investigadores utilizaron modelos de ratón de lesión renal aguda, diabetes tipo 1 y una forma de distrofia muscular. En cada caso, diseñaron su sistema CRISPR / Cas9 para aumentar la expresión de un gen endógeno que podría revertir potencialmentesíntomas de la enfermedad. En el caso de la enfermedad renal, activaron dos genes que se sabe que están involucrados en la función renal, y observaron no solo un aumento en los niveles de las proteínas asociadas con esos genes, sino que mejoraron la función renal después de una lesión aguda. Para la diabetes tipo 1,pretendían aumentar la actividad de los genes que podrían generar células productoras de insulina. Una vez más, el tratamiento funcionó, reduciendo los niveles de glucosa en sangre en un modelo de diabetes en ratones. Para la distrofia muscular, los investigadores expresaron genes que previamente habían demostrado revertir la enfermedadsíntomas, incluido un gen particularmente grande que no puede administrarse fácilmente mediante terapias genéticas mediadas por virus tradicionales.
"Estábamos muy emocionados cuando vimos los resultados en ratones", agrega Fumiyuki Hatanaka, investigador asociado en el laboratorio y coautor del artículo. "Podemos inducir la activación de genes y al mismo tiempo ver cambios fisiológicos."
El equipo de Izpisua Belmonte ahora está trabajando para mejorar la especificidad de su sistema y aplicarlo a más tipos de células y órganos para tratar una gama más amplia de enfermedades humanas, así como para rejuvenecer órganos específicos y revertir el proceso de envejecimiento y la edad.afecciones relacionadas, tales como pérdida de audición y degeneración macular. Se necesitarán más pruebas de seguridad antes de los ensayos en humanos, dicen.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Salk . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :