Un equipo del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) ha perfeccionado un sistema capaz de generar un modelo celular de sarcoma de Ewing. La técnica, basada en CRISPR y descrita en Stem Cell Reports, permitirá generar modelos celulares para analizar los mecanismos que subyacen a la aparición y desarrollo de ésta y otras enfermedades, así como la búsqueda de nuevos tratamientos.

CRISPR, la famosa técnica de edición genómica, no solo sirve para curar enfermedades, también para recrearlas en modelos celulares con los que estudiar los eventos moleculares que las originan. Estos modelos son cruciales, además, para el estudio de nuevas vías diagnósticas y terapéuticas. En un trabajo publicado en Stem Cell Reports, los autores presentan un avance técnico significativo para recrear el sarcoma de Ewing en células madre humanas adultas y embrionarias.

Desencadenante patológico

«La idea es tener un sistema que permita generar un modelo lo más fidedigno posible a lo que está pasando en un tumor», señala Sandra Rodríguez Perales, de la Unidad de Citogenética Molecular e Ingeniería Genómica y líder de la investigación.

De este modo, con un modelo que reproduzca los orígenes de la enfermedad, será posible analizar los mecanismos y bases moleculares que subyacen a cada enfermedad. En el caso del sarcoma de Ewing, el desencadenante es una traslocación entre los cromosomas 11 y 22, que da lugar a la fusión de dos genes, generando un nuevo oncogen.

Los autores ya habían empleado CRISPR para inducir esta alteración y generar un modelo de esta enfermedad, pero se habían topado con una baja eficacia y otras dificultades metodológicas al aplicar la técnica en células madre humanas. «Cuando trabajábamos con líneas celulares, todo iba como la seda, pero cuando lo hacíamos con células madre, encontrábamos muchos problemas», explica Raúl Torres Ruiz co-autor del estudio.

Con el fin de mejorar sus resultados y de afinar la técnica, compararon tres estrategias para generar esta translocación de la forma más eficaz posible utilizando CRISPR. Tras varios experimentos, observaron que combinando el uso de un complejo ribonucleoproteico sgRNA-Cas9 generado en el laboratorio (en lugar de un plásmido de expresión) y de una «grapa» de ADN una secuencia corta que une los extremos de los dos cromosomas que rompe el sistema CRISPR y que facilita por tanto la producción de la translocación- la tasa de éxito se multiplicaba hasta por siete. Esto indica, según los autores, que estamos ante «una herramienta sólida para inducir traslocaciones dirigidas».

Modelo idóneo

Todas las mejoras aplicadas durante el estudio han permitido a los autores generar dicho modelo en células madre pluripotentes inducidas (iPSC), que poseen un gran potencial desde el punto de vista científico, dado que constituyen un modelo celular idóneo para el estudio del desarrollo de distintas patologías, entre ellas los estadios iniciales de procesos oncogénicos.

Todo ello permitirá el estudio de las bases mecanísiticas de enfermedades como el sarcoma de Ewing. Es decir, no solo puede ser útil para este sarcoma sino que es «una aproximación válida también para otras dolencias», subraya Rodríguez Perales. «Esta estrategia facilitará la creación de modelos de cáncer con células madre humanas y la edición genómica de precisión para la búsqueda de nuevos fármacos o terapias celulares, acelerando así el paso del laboratorio a la clínica». Esta investigación ha sido financiada por el Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación, el Instituto de Salud CFEDER  y el Lady TATA Memorial Trust.
mayo 11/2017 (diariomedico.com)

Muchas enfermedades se encuentran vinculadas al ARN: como el intermediario que transporta el código genético del núcleo de la célula, los científicos han buscado un método eficiente para modificar el ARN en las células vivas. Ahora, un grupo de investigadores de las universidades de California, en San Diego y en Berkeley, lo han conseguido con la técnica de edición genómica CRISPR/Cas9, según publican en un estudio en «Cell«.

«Es el primer ejemplo de cómo se puede actuar sobre el ARN en las células vivas con CRISPR-Cas9,» dice el autor principal Gene Yeo, profesor de Medicina Celular y Molecular. «Nuestro trabajo se ha centrado en el ARN dentro de la célula, pero en futuros desarrollos de la técnica se podría actuar sobre otras características del ARN o avanzar en enfoques terapéuticos para corregir alteraciones en esta molécula que causan enfermedades».

La ubicación del ARN en la célula -y cómo y cuándo llega- puede influir en la producción correcta de las proteínas y en que ésta aparezca en el momento adecuado. Es el caso, por ejemplo, de la producción de ciertas proteínas importantes para las conexiones neuronales en el cerebro, las sinapsis. Un transporte defectuoso del ARN se asocia a enfermedades que van desde el autismo hasta cáncer, por ello, los investigadores buscan formas de medir el movimiento del ARN, con el fin de desarrollar tratamientos para estas dolencias.

Los esfuerzos para editar y medir el ADN -como un medio para alterar la producción de proteínas, y así, tratar la enfermedad- han vivido un gran impulso en los últimos años: el hallazgo de que el sistema CRISPR/Cas9, un mecanismo de defensa natural que las bacterias utilizan para defenderse de sus patógenos, servía para modificar genes en organismos superiores.

Hasta ahora, el sistema CRISPR/Cas9 se ha enfocado para manipular el ADN. Si bien, en investigación previas ya se ha advertido de que existe la capacidad para modificar el ARN, ahora, este grupo de científicos de la Universidad de California en San Diego y Berkeley, han aplicado la técnica para modificar el ARN en células vivas, con lo que se ha denominado Cas9 dirigido a ARN (RCas9).

Con el fin de orientarse al ARN, en lugar de al ADN, y basándose en trabajos previos de la coautora y artífice del sistema, Jennifer Doudna, diseñaron un ácido nucleico corto llamado PAMmer que, junto con la guía de ARN, dirige a la proteína Cas9 a una molécula de ARN.

Para probar el sistema, el equipo de Yeo determinó como objetivo el ARN que codifica las proteínas ACTB, TFRC y CCNA2. Entonces, vieron como Cas9 se fusionaba con una proteína fluorescente y de esta forma, revelaba el movimiento del ARN en los gránulos de estrés; estos son un grupo de proteínas y moléculas de ARN que se forman en citosol celular, cuando la célula se encuentra en bajo condiciones de estrés. La presencia de gránulos de estrés se relacionan con enfermedades neurodegenerativas, como la esclerosis lateral amiotrófica (ELA).

Mediante el sistema de fluorescencia, los investigadores pudieron seguir el movimiento del ARN en las células vivas, sin necesidad recurrir a otras fórmulas de trazado, que a veces interfieren con los procesos celulares normales.

«El sistema CRISPR/Cas9 supone una revolución en genómica y médica, por su capacidad de identificar y modificar el fragmentos concretos del ADN humano,» dice David Nelles, del laboratorio de Yeo en la Universidad de California en San Diego, y primer firmante del estudio. «El ADN es el ladrillo esencial del edificio de la vida y ahora empezamos a ver las implicaciones de aplicar técnicas de ingeniería del genoma como CRISPR Cas9, pero muchas enfermedades, incluyendo el cáncer y el autismo, están relacionadas con problemas con otra molécula biológica fundamental, el ARN».
abril 15/2016 (Diario Médico)