Nueva técnica modifica el ADN humano con precisión récord

Científicos del Broad Institute de Havard y del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) desarrollaron una potente herramienta de edición molecular capaz de modificar con una precisión sin precedentes el ADN de las células humanas y con menos efectos secundarios indeseados que las actuales técnicas, como Crispr-cas9.

Esta nueva técnica se convertiría en el método más adecuado para corregir alrededor del 89 por ciento de las variantes genéticas humanas asociadas con enfermedades.

La herramienta, a la que denominaron  “prime editing” (edición de excelencia), abre la puerta a poder corregir la inmensa mayoría de las mutaciones que provocan enfermedades genéticas humanas, como la fibrosis quística o la anemia falciforme.

No obstante, los autores del trabajo alertan en un estudio publicado en Nature, que aún queda mucho para que esta técnica pueda usarse de forma segura en humanos.

Cada una de nuestras células alberga 6.000 millones de bases, las “letras” del alfabeto con que se escribe el ADN (A, T, C y G). Esas letras se ordenan en secuencias para dotarse de sentido; sin embargo, pueden sufrir numerosas alteraciones que acaben generando mutaciones perjudiciales para la célula, desde una letra que en una secuencia determinada es reemplazada por otra letra o letras que faltan en una secuencia.

En la actualidad se conocen al menos 75.000 alteraciones de estos y otros tipos que están asociadas a enfermedades genéticas. Y a pesar de los avances en edición genética, estas alteraciones en el genoma aún no se pueden corregir de forma eficiente.

En 2012 la creación de la técnica Crispr-Cas9, apodada el “corta-pega genético”, abrió una nueva era en la edición genética. Esta técnica se basa en una proteína, cas9, que se engancha a una molécula de ARN y se dirige a una secuencia concreta de ADN y la corta en dos. Eso permite a los científicos desactivar genes concretos para corregir mutaciones dañinas, pero, a su vez, también puede introducir ruido, como duplicaciones de secuencias de ADN, o trozos de material genético suprimidos por error, que pueden interferir en el funcionamiento de la célula.

En este sentido, el químico David Liu y el investigador postdoc Andrew Anzolone, ambos del Broad Institute de Harvard y MIT, crearon  una especie de técnica Crispr-cas9 mejorada, mucho más precisa.

En rueda de prensa, Liu se refirió al nuevo método como un “procesador de texto”, y es que en lugar de ir hasta donde está la mutación que se quiere corregir y cortarla, como hace Crispr, la “edición de excelencia” hace una incisión en un punto concreto de la secuencia, y escribe un nuevo fragmento de ADN.

En este caso, también usan la proteína cas9, pero la modificaron para hacer que funcione de forma distinta. Va enganchada a una molécula de ARN también para dirigirse a la secuencia que se quiere modificar, pero al llegar inserta una sola hebra de ADN (el ADN tiene dos, la famosa doble hélice).

Entonces, cas9 corta el extremo opuesto de la secuencia que se está editando y eso activa un mecanismo de reparación de la célula, que utiliza la hebra de ADN añadida -y modificada para eliminar la mutación- como plantilla.

Los autores de este trabajo aseguran que con este método podrían reparar el 89 por ciento de las mutaciones que causan enfermedad.

De hecho, en este estudio lograron realizar con éxito 175 ediciones distintas de ADN en células humanas con “unos resultados extraordinarios”, según Liu, quien explicó en rueda de prensa que fueron capaces de corregir las mutaciones que causan la enfermedad de la sangre de origen hereditario, anemia falciforme; también, que fueron capaces de eliminar las cuatro letras extra de ADN en un gen concreto que causa la enfermedad de Tay-Sachs, un trastorno hereditario poco frecuente que afecta a las neuronas de los niños y acaba provocándoles la muerte antes de los cinco años.

“Se puede pensar en la ‘edición de excelencia’ como un procesador de texto, capaz de buscar secuencias concretas de ADN y de forma muy precisa reemplazarlas con secuencias de ADN editadas”, explicó Liu, que añadió que “permite corregir directamente una secuencia de ADN mucho mayor de las mutaciones que causan las enfermedades genéticas”.

Otras posibles aplicaciones, comentó, podrían ser en el ámbito de la agricultura, ya que la “edición de excelencia” “posibilita introducir cambios en el ADN que resulten en alimentos más sanos o saludables”.

DATOS

Mutaciones sin roturas.  El profesor David Liu, del Broad Institute, y su equipo dieron con esta nueva técnica que permite directamente mutaciones puntuales específicas, inserciones y eliminaciones precisas, sin que haya roturas de ADN de doble cadena.

Técnica más eficiente. Los científicos realizaron más de 175 ediciones en células humanas, incluida la corrección de las causas genéticas primarias de la enfermedad de células falciformes y la enfermedad rara de Tay-Sachs, y concluyeron que la técnica es más eficiente, produce menos subproductos y tiene una mayor precisión que la edición tradicional de Cas9.