Emplean CRISPR en Duchenne con éxito

Investigadores de la Universidad de Duke han empleado la técnica CRISPR para tratar distrofia muscular de Duchenne. Es la primera vez que CRISPR se emplea con éxito en una enfermedad genética con una estrategia que tiene el potencial de aplicación a la terapia humana.

Redacción. Madrid | 04/01/2016 00:00

Charles Gersbach, de la Universidad de Duke, en Durham, Estados Unidos. (DM)

Investigadores de la Universidad de Duke, en Durham, Estados Unidos, han utilizado la técnica de edición genómica CRISPR en modelo de ratón adulto para tratar la enfermedad de Duchenne, un tipo de distrofia muscular. Previamente usaron la misma técnica para corregir las mutaciones genéticas en células cultivadas de pacientes con Duchenne. Otros equipos habían corregido genes en embriones unicelulares en laboratorio. Otro enfoque, que consiste en aplicar CRISPR directamente a los tejidos afectados a través de técnicas de terapia génica entraña desafíos, en particular los relacionados con el traspaso de tejidos. En el nuevo estudio, publicado en el último número de Science, los investigadores de Duke han vencido varios de estos obstáculos mediante el uso de un portador no patógeno llamado virus adenoasociado (AAV), para entregar el sistema de edición genética.

Según Charles Gersbach, profesor asociado de Ingeniería Biomédica en la citada universidad, y uno de los autores el estudio, ha habido discusiones sobre el uso de CRISPR para corregir las mutaciones genéticas en los embriones humanos por las implicaciones éticas de este tipo de enfoque. Sin embargo, el uso de CRISPR para corregir las mutaciones genéticas en los tejidos afectados de los pacientes no es objeto de debate. Estos estudios muestran un camino donde eso es posible, pero todavía hay una considerable cantidad de trabajo que hacer".

La distrofia muscular de Duchenne está originada por la incapacidad del organismo de producir distrofina, una proteína de cadena larga que se une en el interior de una fibra muscular a su estructura de soporte circundante. La distrofina es codificada por un gen que contiene 79 regiones, llamados exones codificantes de proteínas. Sin distrofina, el músculo se deblita y se deteriora lentamente. La enfermedad de Duchenne afecta a uno de cada 5.000 varones nacidos, causando una severa discapacidad y mortalidad precoz.

El equipo de Gersbach ha trabajado en potenciales tratamientos genéticos para Duchenne con diversos sistemas de genes alterados. Su laboratorio recientemente comenzó a enfocarse en CRISPR / Cas9, una versión modificada de un sistema de defensa bacteriana. "Un obstáculo importante para la edición de genes está relacionado con su traspaso. Conseguir las herramientas de edición de genes para redirigirlos es un enorme desafío", ha señalado Chris Nelson, coautor del trabajo. "Aprender de los virus es una de las estrategias actuales más importantes porque han gastado miles de millones de años en su evolución y en averiguar cómo conseguir sus propios genes virales en las células".

Los profesionales comenzaron a trabajar en el envasado de herramientas de edición de genes en AAV, el virus más popular para la inserción de genes en la actualidad, con la colaboración de científicos de las universidades de Carolina del Norte y de Missouri, con amplia experiencia en terapia génica para los trastornos neuromusculares.

Para utilizar los virus como vehículos de traspaso para la terapia génica, emplearon los genes nocivos y la replicación del virus y la traspasaron a los genes terapéuticos. Mientras que algunos tipos de virus no funcionan bien, por razones como la integración en el genoma causando problemas en la respuesta inmune, AAV no ha mostrado este obstáculo. Se trata de un virus al que los humanos nos exponemos con facilidad y no es patógeno, pero es excepcionalmente eficaz para entrar en las células. De hecho, AAV forma parte de muchos ensayos clínicos en fase avanzada en Estados Unidos, y ya ha sido aprobado para su uso en un medicamento de terapia génica en la Unión Europea. También hay diferentes versiones de AAV que se dirigen a diferentes tejidos, preferentemente al músculo esquelético y cardíaco.

Cambio de especie bacterianNo obstante, y según Gersbach, AAV es un virus muy pequeño y CRISPR es relativamente grande. La solución a este problema vino de la mano de Feng Zhang, del Instituto Broad del Instituto de Tecnología de Massachusetts y la Universidad de Harvard, quien a principios de este año describió un sistema CRISPR a partir de una bacteria diferente a la de uso común. En el sistema inmunológico bacteriano natural, "CRISPR es la ficha policial que ayuda a identificar el ADN diana y Cas9 es la cuchilla que divide las hebras", indica el autor. La proteína Cas9, normalmente utilizada por los investigadores, proviene de las bacterias de la especieStreptococcus pyogenes. Pero el descubrimiento de una proteína Cas9 más pequeña derivada de Staphylococcus aureus cambió el panorama, ya que es "lo suficientemente pequeña como para caber cómodamente en el interior de AAV, señala Zhang.

En el estudio se trabajó con un modelo de ratón portador de una mutación debilitante en uno de los exones del gen de la distrofina. El primer paso fue aplicar la terapia directamente a un músculo de la pata de un ratón adulto, "lo que resultó en la restauración de distrofina funcional y en un aumento de la fuerza muscular". Después inyectaron la combinación CRISPR/AAV en el torrente sanguíneo del animal para llegar a todos los músculos.

Corrección cardiacaLos resultados mostraron "una cierta corrección de los músculos de todo el cuerpo, incluido el corazón, hecho muy destacable porque la insuficiencia cardíaca es, a menudo, la causa última de muerte de los pacientes con Duchenne. Queda mucho trabajo por delante antes de traducir estos resultados a una terapia humana. Tampoco hay que olvidar todos los aspectos relacionados con la seguridad", indica Gersbach. El siguiente paso es optimizar el sistema de suministro, evaluar el enfoque en los modelos más graves de Duchenne, y confirmar la eficiencia y la seguridad en animales más grandes.