La edición de genes trata la enfermedad de la sangre

WIKIMEDIA COMMONS, AARON LOGAN

Usando enzimas de precisión que escinden el ADN llamadas nucleasas con dedos de zinc (ZFN) para reemplazar un gen disfuncional in vivo, los investigadores restauraron con éxito la sangre casi normal coagulación en ratones con la enfermedad de la sangre humana hemofilia B.

La hazaña, publicada en línea ayer (26 de junio) en Nature, representa la primera vez que los científicos han podido usar ZFN- habilitó "edición del genoma" para corregir permanentemente el ADN de las células dentro de un animal vivo, y ofrece la esperanza de que la misma técnica algún día pueda tratar una amplia gama de enfermedades humanas.

"Esta es una extensión significativa de la tecnología de nucleasas con dedos de zinc que podría ayudar a la medicina humana" dijo Mario Capecchi, profesor de genética humana en la Universidad de Utah y ganador del Premio Nobel de 2007 por los descubrimientos de selección de genes que hicieron posible la profusión actual de ratones de laboratorio modificados genéticamente. "Abre una nueva vía, trabajando directamente dentro del animal para cambiar células,…

Hasta ahora, la edición del genoma solo se ha realizado in vitro, aunque sus productos, células vivas con genes revisados, han sido reinfundido con éxito en sus donantes, incluidos los humanos. En Sangamo BioSciences, por ejemplo, los investigadores han utilizado la técnica para extirpar un receptor celular que el VIH necesita para invadir las células T, proporcionando así a los pacientes con VIH/SIDA una reserva de terapia inmunitaria no infectable que ahora se encuentra en ensayos clínicos de fase II. La ventaja de tales procedimientos, dijo Capecchi, es que «tienes la posibilidad de sacar la celda que está funcionando correctamente y amplificar esa copia en particular». Pero en la mayoría de los sistemas de órganos, los investigadores aún no saben cómo extraer y devolver células sin dañar al paciente, dijo Katherine High, directora del Centro de Terapéutica Celular y Molecular del Hospital Infantil de Filadelfia.

Sin embargo, trabajar en vivo tiene sus propias limitaciones. En 2009, High codirigió un ensayo clínico que inscribió a 12 niños legalmente ciegos y adultos con retinopatía congénita. Una sola inyección de un gen correctivo transmitido por vectores detrás de la retina restauró la vista parcial a los 12 pacientes, más dramáticamente a la experiencia infantil que High describe como «casi bíblica». Pero los genes transmitidos por vectores no se integran permanentemente en el ADN de las células y, por lo tanto, no pueden transmitirse a las células hijas, lo que significa que tales éxitos solo pueden mantenerse en tejidos como la retina, donde las células no se dividen.

Para tratar de lograr una corrección permanente del propio genoma, High recurrió a la tecnología ZFN, que permite a los investigadores apuntar y escindir con precisión regiones específicas del ADN. La ruptura induce a las enzimas de reparación del ADN a reparar el código genético, pero al ofrecer una plantilla de una corrección o revisión deseada, los investigadores pueden engañar efectivamente a los propios mecanismos de reparación de la célula para que inserten el nuevo código en el lugar del gen defectuoso. Conseguir que la célula misma haga el trabajo es óptimo, porque el gen de reemplazo estará «bajo el control de los elementos reguladores normales» que aseguran que funcionará como debería, explica High.

Trabajando en equipo con Sangamo , que se autodenomina «la compañía de dedos de zinc», High y sus colaboradores crearon ratones con un defecto genético humano que causa la hemofilia. Ban trastorno hemorrágico hereditario caracterizado por niveles extremadamente bajos (menos del 1 por ciento de lo normal) de factor IX de coagulación, una proteína necesaria para la coagulación. Luego, los investigadores diseñaron un ZFN para cortar el extremo frontal del gen hF9 disfuncional y usaron un vector viral para llevar la enzima al hígado de los ratones, donde se produce el factor IX. Inyectaron el ZFN, junto con una plantilla separada transmitida por vectores del código del gen normal, en el abdomen de ratones de dos días de edad. Cuando los ratones tenían cinco semanas de edad, el equipo comenzó a analizar el factor IX humano en el plasma del grupo tratado y los controles.

No pensé que funcionaría, admite High. Y cuando el estudiante de posgrado Hojun Li compartió por primera vez los resultados positivos, la postdoctoral Virginia Haurigot insistió en volver a analizar las muestras. Pero no fue casualidad: los ratones tratados mostraron niveles de factor IX tan altos como del 6 al 7 por ciento de lo normal, lo suficientemente altos como para que su sangre se coagulara en un tiempo casi normal.

Además, cuando los investigadores eliminaron parte del 10- hígados de ratones de una semana de edad, desencadenando la regeneración por división celular, sus niveles de factor IX no disminuyeron y aún se mantenían fuertes a las 30 semanas. Por el contrario, en los ratones que habían recibido el gen correctivo sin ZFN, los niveles de factor IX aumentaron al principio, pero cayeron casi a cero después de la división celular, lo que confirma que la adición de ZFN resultó en una corrección real del genoma.

Aunque los ensayos en humanos están al menos algo de tiempo fuera, el tratamiento de la hemofilia ahora se está probando en perros, y el estudio es un buen augurio para «una serie de enfermedades en las que un pequeño cambio en el nivel de proteína presente hará un gran cambio». diferencia», dijo Capecchi.  Si bien los ratones tratados no mostraron efectos nocivos, el obstáculo en los humanos será la seguridad. Cortar el ADN, advirtió Capecchi, «es un conjunto de eventos muy reactivos que pueden provocar que sucedan cosas malas, por lo que es muy importante que obtengan el descanso donde lo desean y en ningún otro lugar».

h Li et al., La edición del genoma in vivo restaura la hemostasia en un modelo de ratón con hemofilia, Nature, doi:10.1038/nature10177, 2011.

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