Los científicos han desarrollado una nueva variante de la transposasa de la Bella Durmiente. Tiene características bioquímicas mejoradas dramáticamente, incluyendo una mayor estabilidad y propiedades intrínsecas de penetración de células. Esta transposasa puede usarse para la ingeniería del genoma de células madre y células T terapéuticas.extremadamente valioso para su uso en medicina regenerativa e inmunoterapia contra el cáncer. Los procedimientos de ingeniería genómica subyacentes en el futuro también reducirán los costos y mejorarán la seguridad de las modificaciones genómicas.
El equipo, compuesto por investigadores del Laboratorio Europeo de Biología Molecular, la Universitätsklinikum Würzburg y el Paul-Ehrlich-Institut, logró diseñar una nueva variante de la transposasa de la Bella Durmiente con propiedades bioquímicas dramáticamente mejoradas, permitiendo el uso directo de la proteína transposasapara modificaciones del genoma. "La proteína que desarrollamos puede administrarse a las células de mamíferos y permanecer completamente funcional, permitiendo modificaciones del genoma eficientes y estables en las células objetivo a demanda", explica Orsolya Barabas, líder del grupo en EMBL Heidelberg.
El suministro y la ingeniería genética eficiente se pueden usar en diferentes tipos de células, incluidas las células madre humanas y los linfocitos T. Este último se puede modificar genéticamente para producir un receptor de antígeno quimérico artificial CAR para su uso en inmunoterapia contra el cáncer. El nuevo tipode la transposasa de la Bella Durmiente desarrollada por los investigadores no solo permite el suministro directo de proteínas, sino que también penetra en las células de forma autónoma. Esta última característica no se planificó para la nueva variante y solo se descubrió cuando se estudió en acción. Fue una sorpresa agradable, ya quees el primero de su tipo con esta característica. "Todas estas características abren nuevos caminos para la producción de células CAR-T y otras terapias genéticas", explica Irma Querques, estudiante de doctorado en EMBL y autora principal del artículo.un avance en comparación con otras variantes existentes de la transposasa de la Bella Durmiente.
bella durmiente
El sistema de transposón Sleeping Beauty consiste en una transposasa y un transposón para insertar secuencias específicas de ADN en los genomas de los animales.
Una transposasa es una proteína que se une a los extremos de un transposón, una secuencia de ADN que puede cambiar su posición dentro de un genoma, a veces creando o invirtiendo mutaciones y alterando la identidad genética de la célula, y cataliza su movimiento a otra parte deel genoma
La transposasa puede codificarse dentro del transposón o puede ser suministrada por otra fuente, en cuyo caso el transposón se convierte en un elemento no autónomo. Los transposones no autónomos son más útiles como herramientas genéticas, porque después de la inserción no pueden continuar independientementese extirpan y se vuelven a insertar. Todos los transposones de ADN identificados en el genoma humano y otros genomas de mamíferos no son autónomos porque, aunque contienen genes de transposasa, estos genes no son funcionales y no pueden generar una transposasa que pueda movilizartransposón.
La transposasa de la Bella Durmiente resucitó de copias inactivas en genomas de peces por Zoltan Ivics y sus colegas en 1997, creando la primera herramienta de transposón que funcionó eficientemente en células de vertebrados. Desde entonces se ha utilizado para muchas aplicaciones en genética, incluida la terapia génica.
una aplicación directa
Si bien los investigadores de EMBL generalmente se centran en la investigación fundamental, estos resultados conducen a una aplicación médica directa. "La nueva transposasa y los procedimientos de ingeniería del genoma que desarrollamos encontrarán un uso directo en la ingeniería celular terapéutica", destaca Michael Hudecek de la Universitätsklinikum Würzburg la importancia"Ya en este primer estudio, demostramos la utilidad de nuestro método para la producción de células CAR-T y su eficacia en un modelo de ratón". Ahora Hudecek y sus colegas continuarán investigando con la transposasa para su uso en pacientes humanos.
"Nuestro método ofrece un uso atractivo en la ingeniería de células madre y estoy seguro de que encontrará sus aplicaciones en la medicina regenerativa y la investigación asociada. Una de las ventajas más destacadas de la nueva tecnología es que permite la producción farmacéutica a escala industrial dela transposasa, lo que hace que el sistema de administración de genes de la Bella Durmiente sea aún más atractivo para las empresas para futuras aplicaciones terapéuticas ", explica Zoltán Ivics, del Paul-Ehrlich-Institut.
Los principios de diseño de la transposasa y los protocolos desarrollados por el grupo EMBL también ayudarán a crear estrategias similares para otros sistemas de transposones. El equipo tiene curiosidad por explorar más a fondo los mecanismos detrás de la propiedad de penetración celular de la transposasa de la Bella Durmiente y si estos mecanismostambién se puede transferir a otras proteínas. "La disponibilidad de nuestra nueva variante de la Bella Durmiente también facilitará la investigación para comprender sus mecanismos moleculares, lo que a su vez promoverá el diseño racional de herramientas de transposón más avanzadas", agrega Cecilia Zuliani de EMBL; otroautor principal del artículo.
Si bien esto requerirá más trabajo, Barabas destaca un impacto inmediato: "Por ahora, nuestro nuevo procedimiento de ingeniería celular conducirá a costos reducidos y, a través de una mayor fidelidad y control del método, una mayor seguridad de las modificaciones genómicas médicamente relevantes"."
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Materiales proporcionados por Laboratorio Europeo de Biología Molecular . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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