Un grupo de investigación del Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad de Valencia (UV), ha desarrollado un método para detectar el SARS-CoV-2 y otros virus mediante la técnica de edición genética CRISPR Cas9.

El sistema permite la detección tanto de varias regiones del mismo virus como de diferentes tipos de coronavirus, reuniendo la rapidez de diagnóstico de los test de antígenos con la precisión de las técnicas PCR. La versatilidad de este método, que permite detectar otros virus e incluso biomarcadores genéticos humanos, ha llevado a presentar una patente europea.

El equipo dirigido por Guillermo Rodrigo ha desarrollado un nuevo método de detección de ácidos nucleicos (que forman el material genético de humanos, bacterias y virus), basado en la proteína Cas9 para la detección de SARS-CoV-2 en muestras clínicas.

CRISPR Cas9 permite la detección multiplexada de diferentes secuencias: para cada una de ellas, puede diseñarse una secuencia guía y una molécula reportera específicas. Además, los sistemas CRISPR permiten discriminar con gran resolución secuencias genéticas (obteniendo la precisión de una PCR) y se pueden acoplar a métodos rápidos de amplificación isotérmica (con la rapidez de un test de antígenos).

Nuestro sistema no se basa en el corte de cadenas de ácidos nucleicos, sino en reconfiguraciones moleculares que se producen gracias a interacciones específicas, pudiendo así detectar en una misma reacción diferentes secuencias”.

Según Rosa Márquez, investigadora pre doctoral del I2SysBio participante en el desarrollo de esta técnica, “existen otras técnicas de detección con sistemas CRISPR, pero hacen uso de una actividad enzimática de corte inespecífica, lo que limita la detección multiplexada. Nuestro sistema no se basa en el corte de cadenas de ácidos nucleicos, sino en reconfiguraciones moleculares que se producen gracias a interacciones específicas, pudiendo así detectar en una misma reacción diferentes secuencias”.

Otras aplicaciones

El equipo de investigación del I2SysBio ha puesto a prueba el método con la detección de SARS-CoV-2, pero, en su opinión, el sistema tiene una gran plasticidad que permitiría emplearlo en la detección de una gran variedad de elementos, desde otro tipo de infecciones con virus distintos hasta mutaciones o biomarcadores en el propio ser humano.

El CSIC y la UV han presentado conjuntamente una solicitud de patente europea para proteger este método. En su desarrollo, el equipo de investigación del I2SysBio ha contado con el apoyo de la plataforma PTI Salud Global (CSIC), de la Conferencia de Rectores de las Universidades Españolas (CRUE), del Banco Santander, de la Generalitat Valenciana y de los fondos Next Generation EU del Gobierno de España.

Además, han realizado un vídeo divulgativo con financiación de la Fundación General CSIC a través de su programa Cuenta la Ciencia.

julio 11/2022 (SINC)

Un equipo del Broad Institute, un centro mixto del MIT y la Universidad de Harvard, en su búsqueda por tratar de comprender los orígenes de los sistemas CRISPR-Cas9 han descubierto una clase de nucleasas guiadas por ARN codificadas por transposones, que han denominado OMEGA (acrónimo de Obligate Mobile Element Guided Activity) que, según los autores, tienen gran potencial en edición genética humana.

Los resultados del trabajo se han publicado en la revista Science. El estudio ha estado liderado por Feng Zhang, del Broad Institute, uno de los primeros científicos en demostrar que el sistema bacteriano CRISPR podía usarse para editar el ADN de cualquier especie, incluida la humana. También ha colaborado Eugene Koonin, experto bioinformático del centro NCBI del NIH, especializado en descubrir sistemas CRISPR indagando en los genomas de los miles de especies de bacterias secuenciadas en la actualidad.

Los mecanismos guiados por ARN están más extendidos en los procariotas de lo que se creía. Estos mecanismos son probablemente antiguos y evolucionaron en múltiples ocasiones de forma independiente

En el trabajo, Zhang y su equipo han reconstruido la evolución de los sistemas CRISPR Cas9, a partir de los transposones IS200/IS605. Al hacerlo, han hallado que tres proteínas distintas codificadas por transposones, IscB, IsrB y TnpB, son nucleasas de ADN naturales, reprogramables y guiadas por ARN, que pueden aprovecharse para la edición del genoma en células humanas.

Los autores señalan que “la amplia distribución de los sistemas OMEGA caracterizados indica que los mecanismos guiados por ARN están más extendidos en los procariotas de lo que se sospechaba hasta el momento”.

En opinión de estos científicos, “esto indica que estos mecanismos son probablemente antiguos y evolucionaron en múltiples ocasiones de manera independiente y que posiblemente, hasta ahora, solo se hayan identificado los más comunes”.

Sistema de defensa ancestral

Por su parte, Lluís Montoliu, investigador del Centro Nacional de Biotecnología (CNB), que no ha participado en el trabajo, pero ha seguido de cerca esta investigación, señala a SINC que “en los últimos años hemos aprendido que las herramientas de edición genética CRISPR derivan de un sistema de defensa ancestral que usan las bacterias para defenderse de los virus que las acechan. Pero, ¿de dónde proviene ese extraordinario sistema inmunitario que poseen las bacterias? ¿Cuál es su origen? Esta es la pregunta a la que intentan responder Zhang, Koonin y el resto del equipo”, comenta.

Estos investigadores, explica Montoliu, “llegan a la conclusión de que las nucleasas Cas, como las famosas Cas9 o la Cas12 —que cortan el ADN dirigidas por una pequeña guía de ARN— parecen derivar de otras nucleasas anteriores, llamadas IscB, que viajan en el interior de transposones bacterianos, dentro de los elementos genéticos móviles, saltarines, capaces de moverse entre genomas”.

Además, prosigue este experto, “uno de estos transposones, de la familia llamada IS200/IS605, transporta el gen de una nucleasa similar a IscB, llamada TnpB, cuya actividad caracterizan los autores en este estudio, junto con otras nucleasas similares”.

La relevancia del trabajo radica en que los autores han podido encontrar y estudiar unas nucleasas nuevas, como la TnpB, que sería el ancestro de la nucleasas que se usan en la actualidad, como la Cas12. Sus pequeño tamaño hará más sencilla la edición en células humanas, Luis Montoliu, investigador del CNB

Opina que “la relevancia del trabajo radica en que los autores han podido encontrar y estudiar unas nucleasas nuevas, como la TnpB, que sería el ancestro de la nucleasas que se usan en la actualidad, como la Cas12”.

Las nuevas tijeras moleculares, continúa Montoliu, “serían capaces de cortar ADN guiadas por pequeñas moléculas de ARN, al igual que lo hacen Cas9 o Cas12, pero al tener un tamaño mucho menor, una longitud de apenas 400 aminoácidos, frente a los casi 1 400 de Cas9, facilitaría la edición genética en células humanas”.

Montoliu considera que este trabajo no solo tiene interés para establecer el origen de los sistemas CRISPR. “Son también buenas noticias para la biotecnología —añade—, pues permitirá vehicular estas pequeñas nucleasas dentro de vectores virales seguros, como los adenoasociados (AAV), presentes ya en numerosos diseños de terapia génica, de una forma más sencilla.

Estamos ante una nueva ‘tijeras’ para nuestra caja de herramientas CRISPR, esta vez se trata de las ‘tatarabuelas’ de las nucleasas Cas de estos sistemas», concluye.

septiembre 17/2021 (SINC)

Referencia:

Altae-Tran. H, Koonin E., Zhang F. et al. “The widespread IS200/605 transposon family encodes diverse programmable RNA-guided endonucleases». (Science, 9 septiembre 2021) DOI: 10.1126/science.abj6856

Los resultados del estudio publicado en Science son preliminares, pero podrían servir para desarrollar herramientas de edición genética más eficaces.

El mundo microbiológico también tiene sus leones y hienas. Como en los documentales de naturaleza, existe una lucha encarnizada por la supervivencia en forma de carrera armamentística evolutiva. Un estudio publicado en la revista Science revela que una de las piezas de esta intricada competición microscópica podría ser aprovechada para la edición genética.

La importancia de esta enzima reside en su tamaño ultracompacto, la mitad en comparación con Cas9, una de las más utilizadas en biotecnología

Las secuencias CRISPR han saltado a la fama por su uso en herramientas de edición genética, pero la función original que desempeñan en la naturaleza es mucho más humilde. Estas repeticiones en el genoma de bacterias y arqueas contienen el material genético de sus enemigos, los virus bacteriófagos. Gracias a ellas pueden detectarlos y eliminarlos mediante una proteína nucleasa asociada a estas repeticiones, Cas, que los corta en pedazos. En otras palabras, las secuencias CRISPR son un sistema de defensa contra invasores.

Ahora, el equipo de la bioquímica estadounidense Jennifer Doudna, catedrática de Química y Biología Molecular de la Universidad de California en Berkeley, Estados Unidos, ha encontrado un nuevo ejemplo allí donde menos cabría esperar: en un enorme bacteriófago, Biggiephages. “Todos los sistemas CRISPR-Cas conocidos fueron descubiertos en bacterias y arqueas, a las que protegen contra los fagos”, explica el microbiólogo de la universidad estadounidense y coautor del estudio, Basem Al-Shayeb. “Pero CasΦ ha sido hallada de momento solo en virus”. 

Al-Shayeb asegura que la importancia de esta enzima reside en su tamaño ultracompacto, “la mitad en comparación con Cas9”, una de las más utilizadas en biotecnología. Su colega Patrick Pausch añade que CasΦ es “fascinante” porque puede llevar a cabo las dos funciones de una nucleasa con tan solo un único centro activo, procesar las guías de ARN y usarlas luego para cortar el ADN del virus invasor. Además, corta ADN de cadena doble y sencilla, lo que puede aprovecharse, según los autores, con fines diagnósticos.

Pausch asegura que CasΦ “expande” las posibilidades de la edición genética con fines médicos porque es “menos restrictiva”. También evitaría “reacciones alérgicas” en los pacientes: “Las Cas9 que se utilizan provienen de bacterias patógenas para el ser humano, por lo que la gente tiene anticuerpos contra ellas y la terapia es rechazada”. Puesto que los fagos que contienen la nueva nucleasa solo infectan bacterias, los investigadores confían en que esta no provoque una reacción inmunológica en personas.

El investigador del Centro Nacional de Biotecnología Lluís Montoliu, que no ha participado en el estudio, considera que son resultados “muy simples y preliminares”. En su opinión, el pequeño tamaño puede ser una ventaja o un inconveniente: “Veremos cuán versátil es [CasΦ], porque igual al usarlas nos damos cuenta de que no son tan útiles ni están preparadas para ser tan específicas.

Aun así, Montoliu cree que es un buen punto de inicio para aprovechar estas proteínas y evolucionarlas hasta encontrar una que funcione mejor que la original. Los propios autores del trabajo admiten estas limitaciones. Aunque lograron editar células humanas y vegetales con cierta eficacia, Pausch aclara que CasΦ “está todavía en su infancia”. Aún es necesario “optimizar” esta nueva herramienta.

A pesar de esto, Montoliu destaca el “pequeño tamaño y maleabilidad” de la nucleasa. Un problema que tenemos con la Cas9 es que es tan grande que no caben los vectores que se usan para terapia génica, asegura. Al-Shayeb no cree que existan estas limitaciones con CasΦ y espera que dé lugar a herramientas más versátiles.

¿Qué hace un virus con un antivirus? 

Montoliu explica que ya se conocían fagos que habían capturado CRISPR de bacterias a las que infectaban para desarrollar un sistema de “contradefensa” para circunvalar la defensa de la propia bacteria. Sin embargo, los virus descritos por el equipo de Doudna van un paso más allá.

Estos virus han capturado sistemas CRISPR-Cas dirigidos contra otros virus que infectan a las mismas bacterias que ellos quieren infectar, explica Montoliu.

En otras palabras, han incorporado un sistema que “corta y trocea a otros fagos” que hayan tenido “la osadía” de entrar en la misma víctima. Todo en aras de replicarse con mayor efectividad sin que el mayor tamaño de estos Biggiephages juegue en su contra frente a rivales “más pequeños y eficaces”.

Los sistemas CRISPR bacterianos suelen ser versátiles. La ristra de repeticiones no son más que fragmentos de virus contra los que se ha enfrentado la bacteria en el pasado y que ahora generan guías para detectarlos y trocearlos, resume Montoliu. Hay un sistema inicial de captura que atrapa ese fragmento del nuevo virus y lo incorpora.

Los Biggiephages han olvidado la versatilidad del sistema CRISPR robado y han decidido dejar de actualizar su antivirus. “Es un sistema ultracompacto porque solo tiene la nucleasa y las repeticiones que codifican las guías. No tiene el sistema de captación de nuevas repeticiones”. En español: estos fagos solo pueden vencer metiendo la tijera a unos pocos rivales, aquellos más frecuentes en las bacterias que infectan. Una limitación que le basta y sobra para imponerse.

Montoliu teme que esto juegue en contra de la CasΦ como futura herramienta de edición genética. “Biológicamente tiene sentido que sea poco específica porque así son capaces de luchar enfrentando más fagos parecidos, pero sería un desastre [desde el punto de vista biotecnológico] donde necesitamos especifidad”.

Metagenómica a la caza de nuevas CRISPR 

Fue el español Francis Mojica quien descubrió en 1993 las secuencias CRISPR, aunque por entonces su función era desconocida. Hubo que esperar hasta 2012 para que las investigadoras Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna sentaran las bases de la herramienta genética de corta y pega, que hoy conocemos.

Existe un número desconocido de sistemas CRISPR en la naturaleza, pero las expectativas por su potencial iniciaron una ‘fiebre del oro‘ por encontrar alternativas más útiles y específicas. Pronto se hizo evidente una limitación: existen millones y millones de especies de bacterias y arqueas en nuestro planeta, y todavía más virus, pero el ser humano solo ha logrado cultivar una cantidad ínfima de esta enorme biodiversidad microbiológica.

¿Y si el sistema CRISPR perfecto se encuentra en esa mayoría de microorganismos que no hemos atrapado?

Es la pregunta que se hicieron equipos como el de Jennifer Doudna. La solución se encuentra en el campo de la metagenómica: en vez de hacer cultivos tradicionales, se secuencian genomas de muestras medioambientales obtenidas en ocasiones de sitios tan recónditos como el interior de un pez de la fosa de las Marianas.

Es como hacer diez puzles a la vez con las piezas en la mesa. Se da de comer a una máquina de secuenciación masiva y empieza a escupir datos que permite asignar qué trocito pertenece a cada puzle, aclara Montoliu. Esto permite descubrir genomas que no se conocían porque sus ‘dueños’ nunca habían sido cultivados. Así se encontraron los Biggiephages. 

El equipo de Doudna, no ha trabajado con el fago, sino con los metagenomas a partir de los cuales han imaginado su existencia, dice Montoliu. “Imaginan que existe porque en una muestra ambiental han encontrado sus secuencias, que luego usan en el laboratorio”. Un virus ‘imaginario‘, que robó un arma a una bacteria para enfrentarse a otros virus y que, ahora, podría servirnos como herramienta de edición genética y diagnóstico.

julio 22/2020 (SINC)

Referencia: 

P. Pausch et al. CRISPR-CasΦ from huge phages is a hypercompact genome editor. Science. 16 de julio de 2020

Un equipo del Centro de Cáncer Abramson de la Universidad de Pensilvania, Estados Unidos, ha demostrado en un ensayo clínico que las células inmunitarias editadas con CRISPR Cas9 de tres pacientes con cáncer avanzado pueden persistir, prosperar y funcionar meses después de haberlas recibido. Los resultados se han publicado en el último número de la revista Science.

El objetivo era demostrar que la edición de células inmunitarias con CRISPR es segura y duradera en humanos, lo cual hasta ahora había sido incierto.

Aunque ninguno de los pacientes respondió a la terapia, no sufrieron efectos adversos relacionados con el tratamiento. El objetivo del estudio era demostrar que este tipo de edición de células inmunitarias es segura y duradera en humanos.

“Los resultados de este ensayo clínico de fase 1 sugieren que este enfoque de edición genética con CRISPR Cas9 es segura y factible, lo cual hasta ahora había sido incierto”, dicen los autores. “Los hallazgos representan un paso importante hacia el objetivo final de usar la edición genética para ayudar al sistema inmunitario a atacar el cáncer”, agregan.

La publicación de estos nuevos datos es la continuación de un estudio del año pasado en el que el equipo editó con éxito las células inmunitarias de estos pacientes. Los hallazgos fueron dados a conocer en la Reunión Anual de la Sociedad Estadounidense de Hematología en Orlando.

En el nuevo estudio, los investigadores han mostrado cómo los linfocitos T (un tipo de células del sistema inmunitario que eliminan otras células que no son reconocidas como propias del organismo) extraídas de estos pacientes y editadas siguieron atacando a las células tumorales meses después de su fabricación e infusión original.

Ediciones de gran precisión

“Los nuevos datos revelan dos cosas importantes que, hasta donde sabemos, nadie había demostrado antes. En primer lugar, hemos realizado múltiples ediciones exitosas con gran precisión y observado cómo las células editadas resultantes han sobrevivido más tiempo que en estudios previos. En segundo lugar, estas células editadas han mostrado una capacidad sostenida para atacar y matar tumores«, destaca Carl June, líder del equipo y autor senior del estudio.

En el trabajo, los investigadores utilizaron la edición CRISPR Cas9 para eliminar tres genes. Las dos primeras ediciones eliminaron los receptores naturales de una célula T para que pudieran ser re programados para expresar un receptor sintético de la célula T que permite a estas células buscar y destruir tumores. La tercera edición eliminó el PD-1, un punto de control natural que a veces impide a las células T hacer su trabajo

“Hemos realizado múltiples ediciones exitosas de células T con gran precisión y observado cómo han sobrevivido más tiempo que en trabajos previos«, dice Carl June

El análisis de los tres pacientes “ha confirmado que las células producidas contienen las tres ediciones, lo que proporciona una prueba de concepto para este enfoque. Se trata de la primera confirmación de la capacidad de CRISPR Cas9 de apuntar a múltiples genes al mismo tiempo en humanos y constata su potencial para tratar muchas enfermedades«, dice June.

Una vez que los tres genes fueron eliminados, se realizó una cuarta modificación genética usando un lentivirus para insertar el receptor sintético de células T específicas del cáncer, que hace que las células T editadas apunten a un antígeno llamado NY-ESO-1. Los datos publicados anteriormente mostraban que estas células editadas sobrevivían típicamente menos de una semana, pero en el nuevo estudio han demostrado una supervivencia de hasta nueve meses en el cuerpo.

Capacidad antitumoral

Varios meses después de la infusión, los investigadores sacaron más sangre y aislaron las células editadas con CRISPR Cas9 para su estudio. Cuando las analizaron de nuevo en el laboratorio, vieron que aún eran capaces de matar tumores. “El hecho de que estas células editadas conservaran la función antitumoral durante un período de tiempo tan largo después de una sola infusión es muy alentador«, subraya June.

Las células T editadas con CRISPR Cas9 utilizadas en este estudio no son activas por sí mismas y requieren la cooperación de una molécula conocida como HLA-A*02:01, que solo se expresa en un subconjunto de pacientes. Esto significa que los pacientes tuvieron que ser examinados con antelación para asegurarse de que eran compatibles con el enfoque.

“El hecho de que estas células editadas conservaran la función antitumoral durante tanto tiempo, tras una sola infusión, es muy alentador«, destaca June

Los participantes que cumplían los requisitos recibieron otras terapias clínicamente indicadas, mientras esperaban a que sus células fueran procesadas. Después, los tres pacientes recibieron las células editadas en una sola infusión tras un ciclo corto de quimioterapia. El análisis de las muestras de sangre reveló que en los tres participantes las células T editadas se arraigaron y prosperaron. Ninguno de ellos respondió a la nueva terapia, pero tampoco se produjeron efectos secundarios reseñables, insisten los investigadores.

La opinión de Doudna

En un artículo relacionado en el mismo número de Science, Jennifer Doudna, coinventora de CRISPR Cas9, escribe que «estos hallazgos proporcionan una guía para la producción segura y la administración no inmunogénica de células somáticas editadas por genes”.

Sin embargo, Doudna señala que “la gran pregunta que continúa sin respuesta en este estudio es si las células T editadas con CRISPR Cas9 resultan eficaces contra el cáncer avanzado«. Y recuerda que los investigadores de la Universidad de Pensilvania han utilizado los protocolos de edición genética que estaban disponibles en 2016, en los que las células T editadas “eran probablemente menos eficaces que la tecnología de edición actual”.

Producción de células T a la carta para tratar enfermedades

Según comenta el biólogo molecular español Guillermo Montoya, que no participa en este estudio, el trabajo, publicado en Science, “describe cómo linfocitos T, cuyo genoma ha sido editado usando CRISPR Cas9, podrían ser utilizados frente a distintos tipos de cáncer, lo cual es muy buena noticia”, subraya.

Montoya, que es investigador de la Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research, en la Universidad de Copenhague, añade que aunque ediciones similares se han llevado ya a cabo con linfocitos T mediante TALENs (otra herramienta de edición genética), el nuevo estudio demuestra que esta aproximación es posible con CRISPR Cas9 de manera rápida y segura.

En su opinión, “uno de los problemas de este tipo de estrategia podría ser que la edición con CRISPR indujera una pérdida de especificidad de los linfocitos T, lo que implicaría un gran riesgo para el paciente, ya que podría ser atacado por su propio sistema inmune”. Este trabajo, añade, “parece descartar este problema, lo que abre la posibilidad de la producción de células T a la carta que podrían ser empleadas en el tratamiento de enfermedades”.

marzo 03/2020 (SINC)

Un equipo del Centro de Cáncer Abramson de la Universidad de Pensilvania, Estados Unidos,  ha demostrado en un ensayo clínico que las células inmunitarias editadas con CRISPR Cas9 de tres pacientes con cáncer avanzado pueden persistir, prosperar y funcionar meses después de haberlas recibido. Los resultados se han publicado en el último número de la revista Science.

El objetivo era demostrar que la edición de células inmunitarias con CRISPR es segura y duradera en humanos, lo cual hasta ahora había sido incierto

Aunque ninguno de los pacientes respondió a la terapia, no sufrieron efectos adversos relacionados con el tratamiento. El objetivo del estudio era demostrar que este tipo de edición de células inmunitarias es segura y duradera en humanos.

Los resultados de este ensayo clínico de fase 1 sugieren que este enfoque de edición genética con CRISPR Cas9 es segura y factible, lo cual hasta ahora había sido incierto, dicen los autores. Los hallazgos representan un paso importante hacia el objetivo final de usar la edición genética para ayudar al sistema inmunitario a atacar el cáncer, agregan.

La publicación de estos nuevos datos es la continuación de un estudio del año pasado en el que el equipo editó con éxito las células inmunitarias de estos pacientes. Los hallazgos fueron dados a conocer en la Reunión Anual de la Sociedad Estadounidense de Hematología en Orlando.

En el nuevo estudio, los investigadores han mostrado cómo los linfocitos T , un tipo de células del sistema inmunitario que eliminan otras células que no son reconocidas como propias del organismo, extraídas de estos pacientes y editadas siguieron atacando a las células tumorales meses después de su fabricación e infusión original.

Ediciones de gran precisión

Los nuevos datos revelan dos cosas importantes que, hasta donde sabemos, nadie había demostrado antes. En primer lugar, hemos realizado múltiples ediciones exitosas con gran precisión y observado cómo las células editadas resultantes han sobrevivido más tiempo que en estudios previos. En segundo lugar, estas células editadas han mostrado una capacidad sostenida para atacar y destruir tumores, destaca Carl June, líder del equipo y autor senior del estudio.

En el trabajo, los investigadores utilizaron la edición CRISPR Cas9 para eliminar tres genes. Las dos primeras ediciones eliminaron los receptores naturales de una célula T para que pudieran ser reprogramados para expresar un receptor sintético de la célula T que permite a estas células buscar y destruir tumores. La tercera edición eliminó el PD-1, un punto de control natural que a veces impide a las células T hacer su trabajo

“Hemos realizado múltiples ediciones exitosas de células T con gran precisión y observado cómo han sobrevivido más tiempo que en trabajos previos«, dice Carl June

El análisis de los tres pacientes ha confirmado que las células producidas contienen las tres ediciones, lo que proporciona una prueba de concepto para este enfoque. Se trata de la primera confirmación de la capacidad de CRISPR Cas9 de apuntar a múltiples genes al mismo tiempo en humanos y constata su potencial para tratar muchas enfermedades, dice June.

Una vez que los tres genes fueron eliminados, se realizó una cuarta modificación genética usando un lentivirus para insertar el receptor sintético de células T específicas del cáncer, que hace que las células T editadas apunten a un antígeno llamado NY-ESO-1. Los datos publicados anteriormente mostraban que estas células editadas sobrevivían típicamente menos de una semana, pero en el nuevo estudio han demostrado una supervivencia de hasta nueve meses en el cuerpo.

Capacidad antitumoral

Varios meses después de la infusión, los investigadores sacaron más sangre y aislaron las células editadas con CRISPR Cas9 para su estudio. Cuando las analizaron de nuevo en el laboratorio, vieron que aún eran capaces de destruir tumores. El hecho de que estas células editadas conservaran la función antitumoral durante un período de tiempo tan largo después de una sola infusión es muy alentador, subraya June.

Las células T editadas con CRISPR Cas9 utilizadas en este estudio no son activas por sí mismas y requieren la cooperación de una molécula conocida como HLA-A*02:01, que solo se expresa en un subconjunto de pacientes. Esto significa que los pacientes tuvieron que ser examinados con antelación para asegurarse de que eran compatibles con el enfoque.

El hecho de que estas células editadas conservaran la función antitumoral durante tanto tiempo, tras una sola infusión, es muy alentador, destaca June

Los participantes que cumplían los requisitos recibieron otras terapias clínicamente indicadas, mientras esperaban a que sus células fueran procesadas. Después, los tres pacientes recibieron las células editadas en una sola infusión tras un ciclo corto de quimioterapia. El análisis de las muestras de sangre reveló que en los tres participantes las células T editadas se arraigaron y prosperaron. Ninguno de ellos respondió a la nueva terapia, pero tampoco se produjeron efectos secundarios reseñables, insisten los investigadores.

La opinión de Doudna

En un artículo relacionado en el mismo número de Science, Jennifer Doudna, coinventora de CRISPR Cas9, escribe que estos hallazgos proporcionan una guía para la producción segura y la administración no inmunogénica de células somáticas editadas por genes.

Sin embargo, Doudna señala que la gran pregunta que continúa sin respuesta en este estudio es si las células T editadas con CRISPR Cas9 resultan eficaces contra el cáncer avanzado. Y recuerda que los investigadores de la Universidad de Pensilvania han utilizado los protocolos de edición genética que estaban disponibles en 2016, en los que las células T editadas eran probablemente menos eficaces que la tecnología de edición actual.

Producción de células T a la carta para tratar enfermedades

Según comenta a Sinc el biólogo molecular español Guillermo Montoya, que no participa en este estudio, el trabajo, publicado recientemente  en Science, describe cómo linfocitos T, cuyo genoma ha sido editado usando CRISPR Cas9, podrían ser utilizados frente a distintos tipos de cáncer, lo cual es muy buena noticia, subraya.

Montoya, que es investigador de la Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research, en la Universidad de Copenhague, añade que “aunque ediciones similares se han llevado ya a cabo con linfocitos T mediante TALENs , otra herramienta de edición genética, el nuevo estudio demuestra que esta aproximación es posible con CRISPR Cas9 de manera rápida y segura.

En su opinión, uno de los problemas de este tipo de estrategia podría ser que la edición con CRISPR indujera una pérdida de especificidad de los linfocitos T, lo que implicaría un gran riesgo para el paciente, ya que podría ser atacado por su propio sistema inmune. Este trabajo, añade, parece descartar este problema, lo que abre la posibilidad de la producción de células T a la carta que podrían ser empleadas en el tratamiento de enfermedades.

febrero 21/2020 (SINC)

El objetivo era demostrar que la edición de células inmunitarias con CRISPR es segura y duradera en humanos, lo cual hasta ahora había sido incierto

Aunque ninguno de los pacientes respondió a la terapia, no sufrieron efectos adversos relacionados con el tratamiento. El objetivo del estudio era demostrar que este tipo de edición de células inmunitarias es segura y duradera en humanos.

Los resultados de este ensayo clínico de fase 1 sugieren que este enfoque de edición genética con CRISPR Cas9 es segura y factible, lo cual hasta ahora había sido incierto, dicen los autores. Los hallazgos representan un paso importante hacia el objetivo final de usar la edición genética para ayudar al sistema inmunitario a atacar el cáncer, agregan.

La publicación de estos nuevos datos es la continuación de un estudio del año pasado, en el que el equipo editó con éxito las células inmunitarias de estos pacientes. Los hallazgos fueron dados a conocer en la Reunión Anual de la Sociedad Estadounidense de Hematología en Orlando.

En el nuevo estudio, los investigadores han mostrado cómo los linfocitos T, un tipo de células del sistema inmunitario que eliminan otras células que no son reconocidas como propias del organismo. Estas células (linfocitos T) que fueron extraídas de estos pacientes y editadas siguieron atacando a las células tumorales meses después de su fabricación e infusión original.

Ediciones de gran precisión

Los nuevos datos revelan dos cosas importantes que, hasta donde sabemos, nadie había demostrado antes. En primer lugar, hemos realizado múltiples ediciones exitosas con gran precisión y observado cómo las células editadas resultantes han sobrevivido más tiempo que en estudios previos. En segundo lugar, estas células editadas han mostrado una capacidad sostenida para atacar y matar tumores, destaca Carl June, líder del equipo y autor senior del estudio.

En el trabajo, los investigadores utilizaron la edición CRISPR Cas9 para eliminar tres genes. Las dos primeras ediciones eliminaron los receptores naturales de una célula T para que pudieran ser reprogramados para expresar un receptor sintético de la célula T que permite a estas células buscar y destruir tumores. La tercera edición eliminó el PD-1, un punto de control natural que a veces impide a las células T hacer su trabajo.

Hemos realizado múltiples ediciones exitosas de células T con gran precisión y observado cómo han sobrevivido más tiempo que en trabajos previos, dice Carl June.

El análisis de los tres pacientes ha confirmado que las células producidas contienen las tres ediciones, lo que proporciona una prueba de concepto para este enfoque. Se trata de la primera confirmación de la capacidad de CRISPR Cas9 de apuntar a múltiples genes al mismo tiempo en humanos y constata su potencial para tratar muchas enfermedades, dice June.

Una vez que los tres genes fueron eliminados, se realizó una cuarta modificación genética usando un lentivirus para insertar el receptor sintético de células T específicas del cáncer, que hace que las células T editadas apunten a un antígeno llamado NY-ESO-1. Los datos publicados anteriormente mostraban que estas células editadas sobrevivían típicamente menos de una semana, pero en el nuevo estudio han demostrado una supervivencia de hasta nueve meses en el cuerpo.

Capacidad antitumoral

Varios meses después de la infusión, los investigadores sacaron más sangre y aislaron las células editadas con CRISPR Cas9 para su estudio. Cuando las analizaron de nuevo en el laboratorio, vieron que aún eran capaces de matar tumores. El hecho de que estas células editadas conservaran la función antitumoral durante un período de tiempo tan largo después de una sola infusión es muy alentador, subraya June.

Las células T editadas con CRISPR Cas9 utilizadas en este estudio no son activas por sí mismas y requieren la cooperación de una molécula conocida como HLA-A*02:01, que solo se expresa en un subconjunto de pacientes. Esto significa que los pacientes tuvieron que ser examinados con antelación para asegurarse de que eran compatibles con el enfoque.

El hecho de que estas células editadas conservaran la función antitumoral durante tanto tiempo, tras una sola infusión, es muy alentador, destaca June

Los participantes que cumplían los requisitos recibieron otras terapias clínicamente indicadas, mientras esperaban a que sus células fueran procesadas. Después, los tres pacientes recibieron las células editadas en una sola infusión tras un ciclo corto de quimioterapia. El análisis de las muestras de sangre reveló que en los tres participantes las células T editadas se arraigaron y prosperaron. Ninguno de ellos respondió a la nueva terapia, pero tampoco se produjeron efectos secundarios reseñables, insisten los investigadores.

La opinión de Doudna

En un artículo relacionado en el mismo número de Science, Jennifer Doudna, coinventora de CRISPR Cas9, escribe que estos hallazgos proporcionan una guía para la producción segura y la administración no inmunogénica de células somáticas editadas por genes.

Sin embargo, Doudna señala que la gran pregunta que continúa sin respuesta en este estudio es si las células T editadas con CRISPR Cas9 resultan eficaces contra el cáncer avanzado. Y recuerda que los investigadores de la Universidad de Pensilvania han utilizado los protocolos de edición genética que estaban disponibles en 2016, en los que las células T editadas eran probablemente menos eficaces que la tecnología de edición actual.

Producción de células T a la carta para tratar enfermedades

Según comenta el biólogo molecular español Guillermo Montoya, que no participa en este estudio, el trabajo, publicado hoy en Science, “describe cómo linfocitos T, cuyo genoma ha sido editado usando CRISPR Cas9, podrían ser utilizados frente a distintos tipos de cáncer, lo cual es muy buena noticia”, subraya.

Montoya, que es investigador de la Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research, en la Universidad de Copenhague, añade que “aunque ediciones similares se han llevado ya a cabo con linfocitos T mediante TALENs , otra herramienta de edición genética, el nuevo estudio demuestra que esta aproximación es posible con CRISPR Cas9 de manera rápida y segura”.

En su opinión, uno de los problemas de este tipo de estrategia podría ser que la edición con CRISPR indujera una pérdida de especificidad de los linfocitos T, lo que implicaría un gran riesgo para el paciente, ya que podría ser atacado por su propio sistema inmune”. Este trabajo, añade, “parece descartar este problema, lo que abre la posibilidad de la producción de células T a la carta que podrían ser empleadas en el tratamiento de enfermedades.

febrero 15/2020 (SINC)