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Ingenieros biomédicos estadounidenses han conseguido silenciar en ratones, mediante las "tijeras genéticas" CRISPR/Cas9, un gen que regula los niveles de colesterol. Es decir, estos científicos lograron editar –o "cortar"– la parte del gen elevaba los niveles de colesterol. Con el experimento, redujeron los niveles de colesterol en la sangre y la represión genética durante seis meses después de un solo tratamiento. (Puede leer: Ya sabemos editar humanos, ¿y ahora qué?)
La investigación, realizada por científicos de la Universidad de Duke, en California (EEUU) y publicada en Nature Communications, han conseguido silenciar el gen en ratones adultos con el sistema CRISPR/Cas9. Los investigadores han diseñado el sistema no solo para localizar y cortar secuencias específicas de ADN, sino también para activar o desactivar la expresión de genes específicos sin realizar cambios permanentes en la secuencia de codificación del ADN.
¿Por qué debería importarnos?
En su estudio más reciente, Charles Gersbach, profesor asociado de ingeniería biomédica y miembros de su laboratorio intentaron empaquetar y entregar eficientemente el sistema represor CRISPR/Cas9 a ratones. Es decir: buscaron "silenciar" una expresión de un gen, algo así como apagar la máquina que ordena producir ese gen. Para llevarlo a cabo, probaron con el gen Pcsk9, que regula los niveles de colesterol.
Si bien se han desarrollado varios medicamentos para tratar el colesterol alto y las enfermedades cardiovasculares al bloquear la actividad de Pcsk9, este nuevo enfoque evitaría que en el cuerpo se fabrique Pcsk9.
"Anteriormente utilizamos estos mismos tipos de herramientas para activar y desactivar genes en células cultivadas, y queríamos ver si también podíamos aplicarlos en animales con un enfoque que sea relevante para la terapia génica. Queríamos cambiar los genes de una manera que tuviera un resultado terapéutico", ha señalado el investigador.
Para probar el represor específico de Pcsk9 en un animal adulto, el equipo utilizó pequeños virus, llamados vectores virales adenoasociados (AAV), diseñados para dirigirse a una variedad de tipos de tejidos en ensayos clínicos de terapia génica humana. Tras unirse con una enzima llamada Cas9, este vector bloquea la transcripción y silencia la expresión génica sin alterar la secuencia de ADN.
Los riesgos de las respuestas autoinmunes
Si bien el experimento fue exitoso, los investigadores también observaron la liberación de enzimas hepáticas en la sangre solo en los tratamientos que incluían Cas9. Aunque los niveles de enzimas hepáticas se mantuvieron por debajo de un umbral crítico y se normalizaron con el tiempo, sus niveles elevados indicaron que la terapia podría causar respuestas inmunes en el hígado, donde el virus y la enzima Cas9 se acumulan. Eso plantea preguntas sobre la eficacia de las inyecciones múltiples.
"Una de las cosas interesantes que encontramos parecía ser una respuesta inmune contra la proteína Cas9", ha señalado Pratiksha Thakore, el estudiante de doctorado que dirigió el trabajo en el laboratorio de Gersbach. "Después de la inyección, vimos que los niveles de nuestro gen objetivo, Pcsk9, se redujeron, pero también observamos aumentos en la expresión de muchos genes de células inmunes, lo que indica que las células inmunes se infiltraron en el hígado después de administrar Cas9 a los ratones. Una mejor comprensión de esta respuesta inmune y cómo modularla será importante para usar tecnologías Cas9 para terapias".
A medida que los investigadores desarrollan nuevas formas de utilizar CRISPR/Cas9 para terapia e investigación, está surgiendo más información sobre cómo el sistema inmunológico de los organismos vivos responde al suministro del sistema CRISPR/Cas9. Debido a que la enzima Cas9 se deriva de bacterias, el sistema inmunitario puede reconocerla como una proteína extraña de un organismo invasor y generar una respuesta. También existe la preocupación de que los pacientes potenciales para una terapia basada en CRISPR/Cas9 ya estén preparados para albergar respuestas inmunes contra estos sistemas, porque las enzimas Cas9 más comúnmente usadas en la investigación provienen de bacterias comunes a las que los humanos están expuestos rutinariamente.
"El campo apenas comienza a analizar esto, y está claro que la respuesta inmune es un problema importante", ha añadido Gersbach. "Aunque vimos una respuesta inmune en los ratones cuando administramos Cas9, los niveles de enzimas hepáticas en el suero parecían atenuarse con el tiempo sin ninguna intervención, y el efecto de la represión de Pcsk9 se mantuvo independientemente".
Mientras continúan la investigación, Gersbach y sus colaboradores esperan reunir más información para comprender mejor la respuesta inmune contra Cas9 y la estabilidad de la modulación epigenética. "Todavía hay muchas cosas que podemos explorar con este enfoque. Las herramientas CRISPR/Cas9 han funcionado tan bien en los modelos de cultivo celular que es emocionante aplicarlos en un modelo vivo, especialmente cuando estamos examinando objetivos terapéuticos importantes y utilizando herramientas que serán relevantes para el tratamiento de enfermedades humanas", ha concluido Thakore.