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Investigadores rediseñan el sistema CRISPR que permite tratar epigenéticamente varias enfermedades sin romper el ADN

7/12/2017 - 18:04
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Han conseguido activar genes en tres enfermedades (lesión renal aguda, diabetes tipo 1 y una forma de distrofia muscular) en ratones

Han conseguido activar genes en tres enfermedades (lesión renal aguda, diabetes tipo 1 y una forma de distrofia muscular) en ratones

MADRID, 7 (EUROPA PRESS)

Científicos del Instituto Salk, en La Jolla, California, Estados Unidos, liderados por el investigador español Juan Carlos Izpisúa, han creado una nueva versión de la tecnología de edición del genoma CRISPR/Cas9 que modificar la respuesta de una célula ante una enfermedad sin romper el ADN para tratar enfermedades como la diabetes, la enfermedad renal y la distrofia muscular.

En la investigación, que ha sido publicada este jueves en la revista 'Cell', han conseguido activar con esta nueva tecnología genes en tres enfermedades (lesión renal aguda, diabetes tipo 1 y una forma de distrofia muscular) en ratones y con ello han mejorado la función del organismo en esas enfermedades.

La tecnología CRISPR está basada en una secuencia genética y una proteína (Cas9) que permite localizar secuencias muy concretas del genoma, donde se localizan los genes que se quieren modificar, para cortar la cadena de ADN y suprimir la expresión de ciertos genes o modificarlos.

El problema de esta tecnología es que obliga a romper la cadena de ADN y puede afectar, al intentar editar unos genes, a otros genes circundantes, con efectos inesperados, por lo que muchos científicos se muestran recelosos de usar esta tecnología en seres humanos.

"Aunque muchos estudios han demostrado que CRISPR/Cas9 se puede aplicar como una poderosa herramienta para la terapia génica, hay una creciente preocupación por las mutaciones no deseadas generadas por las roturas de doble cadena a través de esta tecnología", afirma Juan Carlos Izpisua, profesor del laboratorio de Expresión Génica del Salk y autor principal del artículo.

Esta nueva herramienta permite no rompe el ADN e introducir estas moléculas en el interior del genoma donde pueden actuar. Gracias a esta tecnología se envía por separado al núcleo las moléculas activadoras (los interruptores) y por otro la forma inactiva de Cas9 (la que localiza los genes de interés). Las moléculas se entregan por separado y luego se activan una vez que están en la región sobre la que se quiere actuar.

"Todos los componentes trabajan juntos en el organismo para influir en los genes endógenos", ha señalado Hsin-Kai (Ken) Liao, un investigador del laboratorio de Izpisua Belmonte y primer autor del artículo. De esta manera, la tecnología funciona epigenéticamente, lo que significa que influye en la actividad de los genes sin cambiar la secuencia del ADN.

PRIMEROS RESULTADOS

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 impulsar la expresión de un gen endógeno que podría revertir los síntomas de la enfermedad.

En el caso de la enfermedad renal, activaron dos genes que se sabía que estaban involucrados en la función renal, y observaron no solo un aumento en los niveles de las proteínas asociadas con esos genes, sino también una mejor función renal después de una lesión aguda; mientras, para la diabetes tipo 1, tenían como objetivo aumentar la actividad de los genes implicados en generar células productoras de insulina. Una vez más, el tratamiento funcionó, disminuyendo los niveles de glucosa en sangre en un modelo de diabetes en ratones.

Finalmente, para la distrofia muscular, los investigadores expresaron genes que se había demostrado anteriormente que podían revertir los síntomas de la enfermedad, incluido un gen particularmente grande que no puede ser administrado fácilmente a través de terapias genéticas mediadas por virus tradicionales.

"Estábamos muy emocionados cuando vimos los resultados en ratones. Podemos inducir la activación de genes y, al mismo tiempo, ver el cambio fisiológico", ha añadido Fumiyuki Hatanaka, investigador asociado en el laboratorio y coautor del artículo.

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 las patologías relacionadas con la edad, como la pérdida de audición y la degeneración macular. Se necesitan más pruebas de seguridad antes de los ensayos en humanos, dicen.

Otros investigadores en el estudio han sido Toshikazu Araoka, Pradeep Reddy, Min-Zu Wu, Takayoshi Yamauchi, Masahiro Sakurai, David O'Keefe y Concepción Rodríguez Esteban del Instituto Salk; Yinghui Sui, Cheng-Jang Wu y Li-Fan Lu de la Universidad de California en San Diego; Estrella Núñez de la Universidad Católica; Pedro Guillen de la Fundación Pedro Guillén; y Josep Campistol del Hospital Clínic de Barcelona.

"Estas investigaciones suponen un importante paso hacia el tratamiento de las enfermedades, que secuestran las capacidades del ser humano. Este estudio aborda también una de las patologías que a nosotros más nos preocupa, que es la relacionada con el músculo. El primer paso es investigar en ratones, luego pasar a animales más grandes, realizar estudios preclínicos y en un futuro poder encontrar una terapia para tratar las lesiones musculares", señala el profesor Pedro Guillén.

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