La reparación de genes defectuosos para prevenir y curar enfermedades es algo en lo que los investigadores han estado trabajando durante muchos años. Si bien los sistemas CRISPR de Clase 2 muestran una gran promesa como herramientas de edición de genes en células humanas, un equipo de investigación ha demostrado que un Clase 1 basado en Cas3El sistema CRISPR puede proporcionar una alternativa más eficiente y segura, llevando a cabo una reparación exitosa de una mutación genética responsable de la distrofia muscular de Duchenne en células derivadas de pacientes.
Casi desde el momento en que se descubrió el ADN, la capacidad de reparar o eliminar los genes que causan enfermedades en los pacientes afectados ha sido una especie de santo grial de la medicina. Ahora que este objetivo está al alcance, los investigadores están trabajando para ajustar la tecnologíapara garantizar una edición de genes segura y efectiva sin efectos secundarios no deseados.
En un estudio publicado este mes en Comunicaciones de la naturaleza , investigadores japoneses dirigidos por la Universidad de Osaka describen un nuevo enfoque de edición del genoma que nos acerca mucho más al sueño de eliminar una gran cantidad de enfermedades causadas por fallas en nuestro ADN.
La mayoría de las técnicas modernas de edición de genes se basan en la tecnología CRISPR - abreviatura de "grupos de repeticiones palindrómicas cortas regularmente espaciadas" - adaptadas de sistemas de defensa antivirales bacterianos. Esencialmente, las proteínas asociadas a CRISPR Cas pueden dirigirse a regiones específicasdel genoma, donde realizan cortes precisos en el ADN. Este enfoque se puede utilizar para eliminar completamente las regiones de ADN defectuoso o para introducir un nuevo ADN al suministrar un plano alterado que es seguido por la célula al reparar la ruptura del ADN.
Hay dos clases principales de sistemas CRISPR, Clase 1 y Clase 2, que se distinguen por la cantidad de proteínas auxiliares necesarias para cortar el ADN. Si bien la mayoría de los enfoques de edición de genes usan sistemas CRISPR Clase 2 de un solo componente, se sabe muy pocosobre la utilidad de los sistemas de componentes múltiples de Clase 1 en la edición de genes eucariotas.
"Los sistemas CRISPR de clase 2, particularmente aquellos que usan las enzimas Cas9 o Cas12a, se usan ampliamente para la edición del genoma eucariota", dice el autor principal del estudio Hiroyuki Morisaka. "Sin embargo, estos sistemas no son perfectos: además de introducir no intencionalmentemutaciones, las eficiencias de edición del genoma usando estos métodos pueden ser algo variables ".
Por lo tanto, los investigadores decidieron investigar si los sistemas CRISPR de Clase 1 podrían ofrecer una alternativa más eficiente y segura.
Utilizando un sistema CRISPR Clase 1 basado en la proteína Cas3, el equipo demostró con éxito tanto deleciones como inserciones de ADN en células humanas. Notablemente, la proteína Cas3 indujo deleciones unidireccionales de grandes secciones de ADN, separándolo de las enzimas Clase 2 que generalmente necesitanayuda para lograr ediciones genómicas tan grandes. Sin embargo, lo más importante es que Cas3 logró una edición genómica más eficiente que Cas9, sin efectos prominentes fuera del objetivo.
Para confirmar el potencial terapéutico del sistema, los investigadores llevaron a cabo la reparación basada en Cas3 del DMD gen en células madre pluripotentes inducidas de un paciente con distrofia muscular de Duchenne.
"Nuestros resultados sugieren que este método basado en Cas3 ofrece una alternativa superior a los sistemas de edición de genes CRISPR de Clase 2", dice el autor principal Tomoji Mashimo. "Además de sus usos terapéuticos obvios, prevemos posibles aplicaciones en el descubrimiento de fármacos y la prevención de enfermedadesy mejora de cultivos "
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Materiales proporcionado por Universidad de Osaka . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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