La tecnología CRISPR permite recrear translocaciones cromosómicas en células madre humanas

Sandra Rodriguez-Perales y Raul Torres-Ruiz

Grupo de Citogenética Molecular, Programa de Genética Humana del Cáncer, Centro Nacional de Investigaciones  Oncológicas

 

El sarcoma de Ewing es el segundo cáncer óseo más común en niños y adolescentes. Imagen: Ed Uthman (CC BY 2.0, https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/).

La unidad de Citogenética Molecular e Ingeniería Genómica del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) ha conseguido perfeccionar un sistema basado en el uso de la tecnología CRISPR para generar de un modo preciso y eficiente translocaciones cromosómicas asociadas a cáncer en células madre humanas adultas y embrionarias. La técnica descrita en las páginas de Stem Cell Reports, ha permitido recrear la translocación t(11;22) característica del sarcoma de Ewing, un tipo de tumor infantil/juvenil muy agresivo. El trabajo presenta un avance técnico significativo para generar modelos celulares a través de la recreación de alteraciones genómicas observadas en células tumorales de pacientes. Estos modelos celulares son clave para el estudio tanto de los mecanismos moleculares que subyacen a la aparición y desarrollo de estas patologías, así como para la búsqueda de nuevas vías diagnósticas y terapéuticas.

El sistema de edición genómica CRISPR no sólo se puede aplicar para curar enfermedades, también tiene interesantes aplicaciones que permiten recrear enfermedades. Aunque desde hace varias décadas se sabe que las translocaciones cromosómicas son eventos iniciadores de determinados procesos neoplásicos, aún es necesario seguir profundizando en su estudio.

Existen diversas aproximaciones para estudiar el papel de estos reordenamientos cromosómicos, pero todavía se hace necesario el desarrollo de metodologías eficientes que sean capaces de recrear translocaciones de una forma lo más fidedigna posible en células humanas. El mismo grupo del CNIO ya había empleado con éxito el sistema CRISPR para inducir estas alteraciones, manteniendo la arquitectura y elementos reguladores de la región genómica donde se originan, en líneas celulares derivadas de tumores, pero se habían topado con una baja eficacia, además de otras dificultades metodológicas, cuando trataban de aplicar la técnica en células madre humanas.

 

translocaciones

Estrategia utilizada por el equipo para recrear translocaciones cromosómicas en células madre humanas. Imagen: CNIO.

 

Con el fin de optimizar la técnica y así poder mejorar sus resultados en células madre humanas incluyendo células mesenquimales y células pluripotentes inducidas (iPSCs), los investigadores Sandra Rodríguez-Perales y Raúl Torres-Ruiz que lideran este estudio, compararon tres estrategias basadas en el sistema CRISPR. Estas aproximaciones incluyen el uso de factores implicados en los mecanismos de reparación de roturas de ADN, el uso de moléculas quiméricas de ADN de cadena sencilla que permiten guiar la reparación de las roturas generadas por el sistema CRISPR favoreciendo la generación de cromosomas reordenados, y el uso de complejos ribonucleoproteicos (RNP=sgRNA + nucleasa Cas9) en vez de plásmidos de expresión.

El trabajo describe cómo el uso combinado de RNPs y moléculas de DNA guía aumenta significativamente la eficiencia de generación de la translocación t(11;22) en células madre humanas abriendo nuevas e interesantes posibilidades para modelizar el sarcoma de Ewing.

La recreación de alteraciones genómicas en células madre pluripotentes inducidas (iPSC), que poseen un gran potencial desde el punto de vista científico permitirá el estudio de las bases moleculares de patologías como el sarcoma de Ewing u otras muchas enfermedades humanas en general.

Esta investigación ha sido financiada por el plan Nacional de Investigación y desarrollo, Instituto de Salud Carlos III y FEDER [PI14/01884 y PI12/00425].Y por el proyecto Lady TATA Memorial Trust.

Referencia: Torres-Ruiz R, et al. Efficient Recreation of t(11;22) EWSR1-FLI1(+) in Human Stem Cells Using CRISPR/Cas9. Stem Cell Reports. 2017 May 9;8(5):1408-1420. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.stemcr.2017.04.014

Fuente: Una proteína, una ‘grapa molecular’ y CRISPR para generar un modelo de sarcoma de Ewing. https://www.cnio.es/es/publicaciones/una-proteina-una-grapa-molecular-y-crispr-para-generar-un-modelo-de-sarcoma-de-ewing

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