Investigadores de la Universidad de Columbia han desarrollado una nueva técnica para la poderosa herramienta de edición de genes CRISPR para restaurar la función retiniana en ratones afectados por una enfermedad degenerativa de la retina, la retinitis pigmentosa. Esta es la primera vez que los investigadores aplican con éxito la tecnología CRISPR a un tipo de herencia.enfermedad conocida como trastorno dominante. Esta misma herramienta podría funcionar en cientos de enfermedades, incluidas la enfermedad de Huntington, el síndrome de Marfan y las distrofias corneales. Su estudio fue publicado en línea hoy en Oftalmología , el diario de la Academia Estadounidense de Oftalmología.
Stephen H. Tsang, MD, Ph.D. y sus colegas buscaron crear una herramienta CRISPR más ágil para que pueda tratar a más pacientes, independientemente de su perfil genético individual. El Dr. Tsang llama a la técnica cirugía del genoma porque cortaelimina el gen malo y lo reemplaza con un gen normal y funcional. El Dr. Tsang dijo que espera que los ensayos en humanos comiencen en tres años.
"Se acerca la cirugía del genoma", dijo el Dr. Tsang. "La oftalmología será la primera en ver la cirugía del genoma antes que el resto de la medicina".
La retinitis pigmentosa es un grupo de trastornos genéticos hereditarios raros causados por uno de más de 70 genes. Implica la descomposición y pérdida de células en la retina, el tejido sensible a la luz que recubre la parte posterior del ojo. Por lo general, afecta en la infanciay progresa lentamente, afectando la visión periférica y la capacidad de ver de noche. La mayoría perderá gran parte de su vista a principios de la edad adulta y quedará legalmente ciego a los 40 años. No hay cura. Se estima que afecta aproximadamente a 1 de cada 4.000 personas en todo el mundo.
Desde que se introdujo en 2012, la tecnología de edición de genes conocida como CRISPR repeticiones palindrómicas cortas agrupadas regularmente entrelazadas ha revolucionado la velocidad y el alcance con el que los científicos pueden modificar el ADN de las células vivas. Los científicos lo han utilizado en una amplia gama deaplicaciones, desde plantas de ingeniería tomates sin semillas hasta animales productores lechones extra magros. Pero tan increíble como es la cirugía del genoma, CRISPR tiene algunos defectos que superar antes de que pueda cumplir con su exageración de curar enfermedades en humanos simplemente cortando malgenes y coser en los buenos.
Las enfermedades como la retinitis pigmentosa autosómica dominante presentan un desafío especial para los investigadores. En los trastornos autosómicos dominantes, la persona hereda solo una copia de un gen mutado de sus padres y un gen normal en un par de cromosomas autosómicos. Entonces, el desafío para CRISPRcientíficos que manejan es editar solo la copia mutante sin alterar la sana.
En contraste, las personas con trastornos autosómicos recesivos heredan dos copias del gen mutante. Cuando se mutan dos copias del gen, el tratamiento implica un enfoque más directo y en un solo paso de simplemente reemplazar el gen defectuoso. Actualmente, hay seis productos farmacéuticosempresas que buscan terapias genéticas para la forma recesiva de la retinitis pigmentosa; ninguna está desarrollando una terapia para la forma dominante. Pero eso puede cambiar pronto.
Esto se debe a que el Dr. Tsang y sus colegas han ideado una mejor estrategia para tratar la enfermedad autosómica dominante. Les permitió eliminar el gen antiguo y reemplazarlo con un buen gen, sin afectar su función normal. Esto se denomina "ablación"y reemplazar" se puede utilizar para desarrollar conjuntos de herramientas CRISPR para todos los tipos de mutaciones que residen en el mismo gen y no es exclusivo para un tipo de mutación. Esto es especialmente útil cuando muchos tipos de mutaciones pueden conducir al mismo trastorno.Por ejemplo, cualquiera de las 150 mutaciones en el gen de la rodopsina puede provocar retinitis pigmentosa. Debido a que la técnica del Dr. Tsang puede aplicarse de forma independiente de la mutación, representa una estrategia más rápida y menos costosa para superar la dificultad de tratar los trastornos dominantes.con cirugía genómica.
Por lo general, los investigadores de CRISPR diseñan una secuencia corta de código llamada ARN guía que coincide con el bit que quieren reemplazar. Adjuntan el ARN guía a una proteína llamada Cas9, y juntos deambulan por el núcleo de la célula hasta encontrar una pieza de ADN que coincidaCas9 descomprime el ADN y empuja el ARN guía. Luego corta el código incorrecto y convence a la célula para que acepte el código correcto, utilizando la maquinaria de reparación de genes naturales de la célula.
En lugar de usar un ARN guía, el Dr. Tsang diseñó dos ARN guía para tratar la retinitis pigmentosa autosómica dominante causada por variaciones en el gen de la rodopsina. La rodopsina es un objetivo terapéutico importante porque las mutaciones en él causan aproximadamente el 30 por ciento de la retinitis pigmentosa autosómica dominante y15 por ciento de todas las distrofias retinianas hereditarias.
Esta técnica permitió una mayor eliminación del código genético que destruyó permanentemente el gen objetivo. El Dr. Tsang descubrió que el uso de dos ARN guía en lugar de uno aumentaba la posibilidad de alterar el gen malo del 30 al 90 por ciento. Combinaron este genomaherramienta de cirugía con una técnica de reemplazo de genes que utiliza un virus adenoasociado para llevar una versión saludable del gen a la retina.
Otra ventaja es que esta técnica se puede usar en células que no se dividen, lo que significa que podría permitir terapias genéticas que se centran en no dividir células adultas, como las células del ojo, el cerebro o el corazón. Hasta ahora, CRISPR hase ha aplicado de manera más eficiente en las células en división que en las células sin división.
El Dr. Tsang usó una prueba de visión objetiva para evaluar a los ratones después del tratamiento para mostrar una mejora significativa en la función retiniana. Un electroretinograma se usa típicamente para evaluar la salud de la retina en humanos. Prueba la salud de la retina como un electrocardiograma ECG prueba la salud del corazón.
Estudios CRISPR previos para enfermedades de la retina se han basado en una medida menos objetiva que implica evaluar con qué frecuencia el ratón gira la cabeza en dirección a una fuente de luz. El Dr. Tsang usó la electroretinografía para mostrar que la degeneración de la retina se ralentizó en los ojos tratados en comparación con los no tratadosojos
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Materiales proporcionado por Academia Americana de Oftalmología . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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