Una nueva técnica de edición del genoma alivia los síntomas de la hemofilia B en ratón

Aliviar lo síntomas de la hemofilia B en ratones ya es posible gracias a una nueva técnica de edición del genoma. Sin embargo, llegar a este método no ha sido tarea sencilla. Y es que, cuando la aparición de una enfermedad es debida a la falta de función generada por una mutación en un gen, la solución ideal sería poder reponer el gen defectuoso en el paciente mediante la incorporación de uno funcional sin la mutación. Sin embargo, dicha reposición, sencilla conceptualmente, se ve limitada en la realidad por múltiples barreras metodológicas. Una aproximación muy prometedora es la utilización de técnicas de edición del genoma (como las conocidas CRISPR-Cas9 o TALENs), basadas en endonucleasas – enzimas que cortan el ADN en posiciones concretas -, que pueden ser diseñadas, por ejemplo, para cortar el gen defectuoso y sustituir su secuencia por una sin mutaciones.

No obstante, la utilización de endonucleasas implica potenciales efectos adversos, entre los que se incluyen la inducción de una respuesta inmune, situaciones no controladas en la reparación del ADN cortado, o reestructuraciones genéticas no deseadas. Otra desventaja de estas técnicas es que utilizan promotores o regiones reguladoras, que promueven la expresión génica de los componentes del sistema de edición genómica. Al tratarse de regiones reguladoras, existe cierta preocupación sobre si los promotores introducidos en las células del huésped podrían alterar la expresión de otros genes e inducir la formación de tumores. Así, aunque diferentes estudios apoyan la seguridad de estas técnicas en términos de no inducir mutaciones inespecíficas, la aparición de nuevas metodologías libres de endonucleasas podría suponer un adelanto significativo en el campo de la terapia génica.

Un estudio de la Universidad de Stanford, EEUU, ha abierto la puerta a la edición del genoma sin la utilización de endonucleasas ni promotores y ha conseguido mediante un nuevo método aliviar los síntomas de la hemofilia B en ratón.

La hemofilia B, que afecta a uno de cada 30.000 varones, es un trastorno de la coagulación sanguínea con herencia ligada al sexo, que se produce debido a la deficiencia de una proteína plasmática producida en el hígado denominada Factor IX. La hipótesis de los investigadores era que la inserción del gen F9, que codifica para el Factor IX, de forma que quedara ligado al gen que codifica para la albumina permitiría aliviar los síntomas de hemofilia B en un modelo de ratón. Alb se expresa en cantidades elevadas de forma natural, por lo que en principio, teniendo en cuenta que en humanos la recuperación de aproximadamente 1-2% de Factor IX ya aumenta la calidad de vida de los pacientes y que entre 5-20% mejora varios de los problemas asociados al sangrado, la inserción de F9 en un pequeño porcentaje de los hepatocitos ya sería suficiente para lograr una mejoría de los síntomas de la hemofilia b.

Así, los investigadores utilizaron adenovirus modificados, en los que los genes virales han sido reemplazados por los genes terapéuticos, como vehículo para facilitar la integración del gen F9 sin mutaciones en las células hepáticas. Una vez el ADN se encuentra dentro de la célula diana, su integración en el genoma se produce por recombinación homóloga, un proceso de reparación del ADN que tiene lugar de forma natural, en el que secuencias idénticas se alinean y la célula es capaz de reparar el daño producido en una, utilizando la otra como molde. En este caso, la intención era copiar la secuencia del gen F9 humano desde el vector viral hasta la posición justo detrás del gen Alb de ratón. Una vez integrado, la expresión y procesado de ambos genes serían controlados por las mismas secuencias reguladoras.

Hemofilia B, ¿una posible curación?

El equipo utilizó la técnica en ratones recién nacidos y en adultos. En ambos casos, los animales empezaron a expresar el factor de coagulación obteniendo niveles de un 5-20% de expresión normal, proporción bajo la que se considera que hay una mejora clínica sustancial. Además, los investigadores no encontraron evidencias de que el método provocara toxicidad en los animales, aunque reconocen que habría que determinar si esto se mantiene en caso de utilizar otros genes.

Mark Kay, director del trabajo, ya había participado en un ensayo previo en el que se habían utilizado adenovirus para insertar el gen que codifica para el factor de coagulación IX en las células de pacientes afectados por hemofilia B. Sin embargo, el gen no se había integrado en el genoma, lo que no garantizaba un efecto a largo plazo. “El problema con los adenovirus es que no está claro durante cuánto tiempo se mantendrá la expresión del gen cuando éste no es integrado en el genoma,” indica Kay. “Los niños, quienes serían los más beneficiados con el tratamiento para la hemofilia b, están creciendo todavía y un gen no integrado podría perder su efectividad debido a que no se copia de célula a célula. Además, no se puede volver a administrar el tratamiento porque los pacientes desarrollan una respuesta inmune a los adenovirus. Con integración del gen en el genoma podríamos conseguir expresión a lo largo de la vida, sin miedo al cáncer u otro daño en el ADN.”

Por el momento, los resultados del trabajo demuestran el efecto terapéutico in vivo de la técnica libre de nucleasas y promotores, lo que la convierten en una potencial herramienta para llevar a cabo terapia génica en patologías causadas por deficiencias genéticas. El siguiente paso será comprobar la técnica en ratones en los que el hígado contiene células humanas y de ratón, con el objetivo de predecir el posible efecto en humanos.

Referencia: Barzel A, et al. Promoterless gene targeting without nucleases ameliorates haemophilia B in mice. Nature. 2014 Oct 29. doi: 10.1038/nature13864.

Fuente: http://med.stanford.edu/news/all-news/2014/10/new-way-of-genome-editing-could-cure-hemophilia-in-mice–may-be-.html?utm_source=feedburner&utm_medium=feed&utm_campaign=Feed%3A+NewsFromStanfordsSchoolOfMedicine+(News+from+Stanford%27s+School+of+Medicine)

 

Estructura proteica del factor de coagulación IX. Imagen: Jawahar Swaminathan y equipo del MSD, European Bioinformatics [Public domain], via Wikimedia Commons

Estructura proteica del factor de coagulación IX. Imagen: Jawahar Swaminathan y equipo del MSD, European Bioinformatics [Public domain], via Wikimedia Commons

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