Armando cuerpos con CRISPR para combatir la enfermedad de Huntington y la ELA

Salud de la Universidad de California en San Diego.

La herramienta de edición de genes CRISPR se basa en un sistema de defensa natural integrado en las células bacterianas que reconoce y destruye el ADN viral invasor.

¿Y si pudiéramos añadir ese mismo mecanismo de ataque a nuestras propias células? Una startup de biotecnología, Locaña , está tratando de hacer precisamente eso mediante la inserción de la maquinaria CRISPR en células humanas para equipar el cuerpo para combatir la enfermedad de Huntington y la esclerosis lateral amiotrófica, también conocida como enfermedad de Lou Gehrig.

Para hacerlo, Gene Yeo, cofundador de la compañía y profesor de medicina celular y molecular en la Facultad de Medicina de la Universidad de California en San Diego, está reutilizando CRISPR para perseguir un objetivo diferente: el ARN, la molécula mensajera involucrada en la transferencia y decodificando la información genética almacenada en el ADN.

En enfermedades como la ELA, la enfermedad de Huntington y algunos tipos de distrofia muscular, el ARN se acumula y produce proteínas aberrantes que causan enfermedades. Yeo dice que está particularmente interesado en estas enfermedades porque no tienen terapias efectivas y pueden ser fatales. Quiere usar CRISPR para destruir los ARN tóxicos y revertir los efectos devastadores de la enfermedad.

Normalmente, CRISPR usa una proteína de corte llamada Cas9 que reconoce y corta el ADN deseado, eliminando un gen mutado. Yeo y su equipo modificaron Cas9 para dejar el ADN solo y, en su lugar, unirse y cortar el ARN problemático.

En un estudio publicado en agosto , Yeo y sus colegas usaron CRISPR-Cas9 para destruir repeticiones errantes en secuencias de ARN. Cuando se probó en el laboratorio, la herramienta CRISPR de Yeo eliminó el 95 por ciento o más de estos nudos de ARN en células que albergaban la enfermedad de Huntington y un tipo de ELA.

Los investigadores también probaron el enfoque en una forma de distrofia muscular hereditaria, llamada distrofia miotónica. Pudieron eliminar el 95 por ciento de los ARN defectuosos en las células musculares extraídas de los pacientes. Después de aplicar CRISPR, las células enfermas se parecían a las sanas. Yeo cree que más de 20 enfermedades genéticas causadas por repeticiones de ARN tóxico podrían tratarse de esta manera.

Sin embargo, derribar estos ARN es solo temporal. El ARN se regenera constantemente, por lo que su nivel en las células finalmente vuelve a la normalidad después de unos días a una semana. Yeo dice que en realidad es un beneficio usar CRISPR para apuntar al ARN en lugar del ADN: los efectos no son duraderos.

Con la orientación del ARN, no hay daño permanente e irreversible en el genoma, dice Yeo.

Esto permitirá a los científicos realizar cambios temporales en el ARN y probar los efectos en animales antes de inyectar a las personas una terapia CRISPR experimental. Yeo y otros laboratorios están diseñando moléculas que podrían detener este proceso si algo sale mal.

Una terapia con un efecto temporal funcionaría mejor en algunos casos, como en el caso de afecciones que no pongan en peligro la vida o enfermedades infecciosas que solo requieran un tratamiento a corto plazo. Pero para tratar la ELA o la enfermedad de Huntington a lo largo de la vida de una persona, se necesita algo que dure más que unos pocos días o una semana.

Entonces, Yeo está diseñando una cápsula de virus para llevar la maquinaria CRISPR a las células correctas. Estas lanzaderas de entrega viral permitirían que la proteína Cas permanezca en las células de una persona por más tiempo, idealmente durante años, convirtiendo a Cas en un mini-arsenal para mantener a raya al ARN rebelde.

Mitchell O'Connell, profesor asistente de bioquímica y biofísica en el Centro Médico de la Universidad de Rochester, dice que el enfoque probablemente requerirá tratamientos repetidos a lo largo de los años. Eso es diferente de usar CRISPR para editar ADN, que sería una inyección o un procedimiento de una sola vez.

O'Connell y otros que estudian CRISPR para apuntar al ARN piensan que esta característica podría hacer que el enfoque sea más seguro que la edición de ADN. El uso de CRISPR para editar genes conlleva el riesgo de mutaciones fuera del objetivo: cortes genéticos no deseados que podrían causar efectos secundarios graves en los pacientes, como el cáncer. Hasta ahora, Yeo dice que ha visto pocos efectos fuera del objetivo al buscar el ARN. Él piensa que eso se debe a que el ARN es un objetivo más específico.

Esto podría acelerarse más rápidamente porque no es tan peligroso, dice O'Connell.

Otros investigadores también están interesados ​​en usar CRISPR para perseguir el ARN. Feng Zhang, investigador del Instituto Broad del MIT y Harvard, publicó esta semana un papel en Naturaleza , donde demostró que otra proteína de corte conocida como Cas13 podría usarse para detectar, cortar y rastrear ARN en células humanas. Anteriormente, el laboratorio de Zhang utilizó CRISPR-Cas13 para apuntar al ARN en células bacterianas.

En el nuevo estudio, Zhang y sus colegas usaron el mismo sistema de edición CRISPR para reducir los niveles de ARN expresados ​​por tres genes asociados con el cáncer.

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