Científicos del Instituto Salk de Estudios Biológicos, en colaboración con investigadores del Hospital Clínico de Barcelona-Idibaps, la Universidad Católica San Antonio de Murcia y de la Clínica Cemtro y la Fundación Dr. Pedro Guillén han diseñado una nueva herramienta para la edición de genes. Con ella, han logrado insertar ADN en una localización concreta en células que no se dividen, esto es, las células de la mayor parte de los órganos y tejidos adultos.

Esta técnica, con la que el equipo de investigadores ha conseguido restablecer parcialmente la visión en roedores ciegos, abre nuevas vías para la investigación básica y para el desarrollo de una gran variedad de tratamientos en enfermedades de la retina, neurológicas o cardiacas. El trabajo, dirigido por Juan Carlos Izpisúa Belmonte, profesor del Laboratorio de Expresión Genética en el Instituto Salk, se publica en la revista Nature.

Hasta ahora, las técnicas existentes para modificar el ADN, como la última en incorporarse, CRISPR/Cas9, han sido más eficaces en las células en división, como las de la piel o el intestino, utilizando los mecanismos propios de copia de las células. La nueva tecnología propuesta ahora es diez veces más eficiente que otros métodos para incorporar nuevos ADN en cultivos de células en división, lo que la convierte en una herramienta prometedora para la investigación y la medicina. Pero, lo que es más importante, la técnica del Salk permite por primera vez insertar un nuevo gen en una localización exacta del ADN en células adultas que ya no se dividen, como las del ojo, cerebro, páncreas y corazón, ofreciendo nuevas posibilidades terapéuticas en estas células.

«Estamos entusiasmados con la tecnología que hemos descubierto porque es algo que no se podía hacer antes», explica Izpisúa. «Por primera vez, podemos entrar en células que no se dividen y modificar el ADN. Las posibles aplicaciones de este descubrimiento son enormes». Por su parte, Josep Maria Campistol, director general del Hospital Clínico de Barcelona y nefrólogo que ha participado en el estudio, comenta que «esta innovadora tecnología abrirá nuevos horizontes en el tratamiento de enfermedades monogénicas. Izpisúa y su equipo están realizando importantísimas aportaciones en este campo».

Para lograrlo, los investigadores del Salk se han centrado en una vía celular de reparación de la doble hebra ADN denominada recombinación no homóloga o unión de extremos no homólogos (NHEJ, por sus siglas en inglés). Emparejando este proceso con la tecnología existente de edición de genes, han conseguido colocar con éxito el nuevo ADN en una ubicación precisa en células que no se dividen. «El uso de la vía de NHEJ para insertar ADN es revolucionario para la edición del genoma de organismos adultos vivos. Nadie ha hecho esto antes», explica Keiichiro Suzuki, investigador asociado en el laboratorio de Izpisúa y uno de los autores principales del artículo.

En primer lugar, los investigadores trabajaron en la optimización de la maquinaria NHEJ para su uso con el sistema CRISPR/Cas9, que permite insertar el ADN en lugares muy precisos dentro del genoma. El equipo creó un paquete de inserción personalizado compuesto por un cóctel de ácidos nucleicos, al que denominaron HITI (homology-independent targeted integration). Después, utilizaron un virus inerte para entregar el paquete de instrucciones genéticas de HITI a neuronas derivadas de células madre embrionarias humanas.

«Ese fue el primer indicio de que HITI podría funcionar en células que no se dividen», señala Jun Wu, coautor principal del estudio. Los investigadores entonces consiguieron transportar el paquete de inserción a cerebros de ratones adultos. Por último, para explorar la posibilidad de utilizar HITI para la terapia de reemplazo de genes, el equipo probó la técnica en un modelo de rata para retinosis pigmentaria, un trastorno hereditario causado por diversos defectos genéticos y que provoca ceguera en los seres humanos. Esta vez, el equipo utilizó HITI para implantar en las células de la retina de ratas de 3 semanas de edad, una copia funcional de uno de los genes dañados en esta enfermedad. El análisis, realizado cuando las ratas tenían 8 semanas de edad, mostró que los animales eran capaces de responder a la luz y se llevaron a cabo diversas pruebas que indicaban la curación en sus células retinianas.

«Hemos sido capaces de mejorar la visión de estas ratas ciegas», explica Reyna Hernández-Benítez, otra de las coautoras principales del estudio e investigadora en el Instituto Salk. «Este éxito sugiere que la tecnología es muy prometedora».

Los próximos pasos del equipo serán mejorar la eficiencia de entrega del paquete de HITI. Al igual que con todas las tecnologías de edición del genoma, conseguir suficientes células para incorporar el nuevo ADN es un desafío. En lo que la tecnología HITI destaca es en que se puede adaptar a cualquier sistema de ingeniería genómica, no sólo a CRISPR/Cas9. Así, a medida que la seguridad y la eficiencia de estos sistemas mejoren, también mayor será la utilidad de HITI.

«Ahora tenemos una tecnología que nos permite modificar el ADN de las células que no se dividen para reparar defectos en genes en el cerebro, el corazón y el hígado», señala Izpisúa. «Nos permite por primera vez poder soñar con curar enfermedades que antes no podíamos, lo que es muy emocionante».

Así lo resume también Pedro Guillén, fundador de Clínica Cemtro y uno de los autores del trabajo, quien ha manifestado que «el procedimiento demuestra que se pueden introducir fragmentos de ADN dentro del genoma humano, por lo que se abren posibilidades de tratar enfermedades de otros órganos tales como el riñón, corazón, cerebro, cartílago y sistema musculoesquelético».

La publicación de este estudio coincide con la celebración del XV Simposio Internacional Clínica Cemtro, que contará con la participación del grupo de investigación del Instituto Salk, en una mesa redonda sobre terapia regenerativa.
noviembre 21/2016 (diariomedico.com)

Una investigación liderada por la Universidad de Utrecht, Países Bajos, propone atacar el ADN de los herpes virus con la tecnología de edición del genoma CRISPR/Cas9. De ese modo, según los investigadores, se puede suprimir la replicación del patógeno y eliminarlo. Los resultados se publican en PLOS Pathogens.

La técnica CRISPR/Cas9 permite reescribir el mensaje genético haciendo cortes limpios en secuencias específicas de ADN, en prácticamente cualquier región. Recientemente, estas poderosas tijeras moleculares han obtenido la aprobación de los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos para diseñar células inmunes capaces de combatir el cáncer en humanos. Su potencial, aún por explorar, puede revolucionar la biomedicina.

El equipo de Robert Jan Lebbink, del Centro Médico de la institución holandesa, pensó en utilizar el sistema CRISPR/Cas9 para mutar el ADN del herpesvirus latente en células humanas infectadas y así prevenir las enfermedades asociadas. Los investigadores idearon unas secuencias de ARN que sirvieran de guía, llamadas (g)ARN, complementarias a las partes vitales del genoma del virus y que funcionasen como ‘directrices moleculares’.

Estos ARN-guía, combinados con las tijeras moleculares del sistema CRISPR/Cas9, crean cortes específicos en el ADN del herpesvirus, que, una vez mutado, se paraliza. Los autores esperan que los resultados “permitan diseñar estrategias terapéuticas eficaces para luchar contra los herpesvirus humanos tanto durante el periodo de latencia como en la infección».

Destabilizar el ADN viral

Los investigadores estudiaron tres miembros diferentes de la familia de los herpesvirus: virus herpes simplex tipo 1 (HSV-1), que provoca herpes labial y queratitis; citomegalovirus humano (CMV humano), la causa viral más común de defectos de nacimiento –cuando el virus se transmite de la madre al feto–; y virus de Epstein-Barr (EBV), que provoca mononucleosis infecciosa y múltiples tipos de cáncer.

En primer lugar, los expertos trabajaron con células de linfoma infectadas de forma latente con EBV y demostraron que la introducción de estos ARN-guía específicamente dirigidos a secuencias de ADN con el virus son capaces de introducir mutaciones en los lugares elegidos. Tales mutaciones eliminarían funciones esenciales del virus y destabilizarían las moléculas de ADN virales. Así, mediante el uso de dos ARN-guía se podría inducir la pérdida de más del 95 % de los genomas infectados de las células huésped.

Por otro lado, los autores observaron que, con los ARN-guía apropiados, la edición CRISPR/Cas9 puede afectar a la replicación de HCMV. Sin embargo, se vio la aparición de variantes que omiten dicha edición, lo que sugiere que el corta-pega simultáneo en múltiples sitios críticos del genoma de HCMV es necesario para evitar el desarrollo de genomas resistentes.

Además, los expertos encontraron que, en comparación con HCMV, HSV-1 se multiplica mucho más rápido. No obstante, cuando los investigadores probaron varios ARN-guía dirigidos a diferentes genes esenciales de HSV-1 en conjunción con CRISPR/Cas9, muchos de ellos eran capaces de reducir la replicación del virus.

Infecciones que duran toda la vida

La mayoría de los adultos es portador de varios tipos de herpes virus. Después de la infección aguda inicial, estos virus establecen infecciones de por vida en sus huéspedes y causan herpes labial, queratitis, herpes genital, mononucleosis infecciosa y otras enfermedades. Incluso algunos de estos virus pueden causar cáncer en el hombre.

Durante la fase latente de la infección, los virus permanecen dormidos durante largos períodos de tiempo, pero conservan la capacidad de causar reactivaciones ocasionales, lo que puede conducir igualmente a la enfermedad.

julio 01/ 2016 (JANO)

]]> https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2016/07/04/tecnologia-de-edicion-del-genoma-contra-el-herpes-virus/feed/ 0 https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2015/11/27/disenan-mosquitos-para-bloquear-el-paludismo/ https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2015/11/27/disenan-mosquitos-para-bloquear-el-paludismo/#comments Fri, 27 Nov 2015 11:28:03 +0000 http://boletinaldia.sld.cu/aldia/?p=46681

El nuevo modelo de mosquitos se ha obtenido con la inserción, mediante edición genética, de un elemento de ADN en la línea germinal de «Anopheles stephensi», uno de los insectos vectores del paludismo, típico de Asia. El gen añadido evita la transmisión del paludismo y se difunde a un 99,5 % de las crías. El hallazgo se publica en «Proceedings of the National Academy of Sciences».

Anthony James, profesor de Biología Molecular y Bioquímica y Microbiología y Genética Molecular en la Universidad de California (Irvine), destaca que el estudio ha demostrado cómo la técnica Crispr/Cas9 puede adaptarse para eliminar el paludismo.

Durante casi 20 años, el laboratorio de James se ha centrado en diseñar mosquitos que pudieran servir de ayuda frente a diversas enfermedades. Sus modelos de fiebre «antidengue» se han probado en estudios en México, y en 2012, este grupo contribuyó a mostrar que se pueden introducir en los mosquitos los anticuerpos que impiden que la biología del parásito se adapte a los sistemas inmunes de los ratones. Sin embargo, este rasgo solo podía ser heredado por más o menos la mitad de la progenie.

A principios de este año, los biólogos de la Universidad de California en San Diego Ethan Bier y Valentino Gantz, que trabajan con moscas de la fruta, anunciaron el desarrollo de un nuevo método para generar mutaciones en ambas copias de un gen. Para ello, emplearon la técnica Crispr/Cas9, lo que permitió la transmisión de mutaciones a través de la línea germinal, con una tasa de heredabilidad del 95 %.

Los dos grupos colaboraron para fusionar los métodos de Bier y de Gantz con los mosquitos de James. Los genes antipalúdicos de Gantz se empaquetaron con una enzima Cas9 (que puede cortar el ADN) y un ARN guía para crear un «transportador» genético que, al inyectarse en un embrión de mosquitos, se dirige a un punto muy específico en el ADN de la línea germinal para insertar los genes de anticuerpos contra el paludismo.

Para asegurarse de que este elemento que lleva los anticuerpos de bloqueo del paludismo había llegado al sitio de ADN deseado, los investigadores incluyeron una proteína que iluminaba con fluorescencia roja a la progenie. Casi el cien por cien de la descendencia (99,5 %) exhibió este rasgo, lo que James considera que es un resultado sorprendente para un sistema de este tipo que puede cambiar rasgos heredables.

Con todo, reconoce que se necesitan más pruebas para confirmar la eficacia de los anticuerpos y finalmente iniciar estudios de campo. «Este es un primer paso importante. Sabemos que el gen funciona. Los mosquitos que hemos creado no son la meta final, pero pensamos que esta tecnología nos permitirá crear de manera eficiente grandes poblaciones».
noviembre 26/2015 (Diario Médico)