Científicos del Salk Institute for Biological Studies, en colaboración, entre otros, con investigadores del Hospital Clínic de Barcelona-Idibaps y la Universidad Católica San Antonio de Murcia, han descubierto una importante herramienta para la edición de genes. Es la primera vez que se consigue insertar ADN en una localización concreta en células que no se dividen, es decir, 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 estudio, dirigido por Juan Carlos Izpisua-Belmonte, profesor del Laboratorio de Expresión Genética del Salk Institute, lo publica la revista Nature.
Hasta ahora, las técnicas existentes para modificar el ADN, como el sistema CRISPR-Cas9, han sido más eficaces en células en división, como las de la piel o el intestino, utilizando los mecanismos propios de copia de las células. La nueva tecnología Salk 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 o corazón, ofreciendo nuevas posibilidades para terapéuticas en estas células.
Para lograrlo, los investigadores del Salk Institute 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-Belmonte 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.
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 retinitis pigmentosa, un trastorno hereditario causado por diversos defectos genéticos y que provoca ceguera. 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 esta eran capaces de responder a la luz y se llevaron a cabo diversas pruebas que indicaban la curación en sus células retinianas.
