CRISPR La edición de genes es muy prometedora para abordar una amplia gama de enfermedades hereditarias pero la preocupación por los efectos no deseados «fuera del objetivo» ha frenado su implantación. Un sistema CRISPR rediseñado podría tener por fin una solución práctica a este problema.

El mes pasado, la empresa biomédica Intellia informó d resultados prometedores de un p hase un ensayo de una terapia CRISPR que trata una enfermedad rara causada por proteínas malformadas en el hígado. Pero casi una década después del descubrimiento de la herramienta de edición genética, solo hay un puñado de terapias en fase de ensayo clínico, y ninguna ha sido aprobada por los organismos reguladores hasta ahora.

Una de las principales razones es la preocupación por la tendencia de la tecnología a hacer un número significativo de cambios involuntarios al genoma que podría provocar graves efectos secundarios, incluido el cáncer. Se han hecho muchos esfuerzos por rediseñar la herramienta para hacerla más precisa, pero normalmente esto ha supuesto una disminución sustancial de la velocidad de edición.

Estudiando cuidadosamente la estructura del sistema CRISPR, un equipo de investigadores de la Universidad de Texas en Austin ha encontrado ahora una forma de rediseñar la proteína Cas9, de importancia crítica, de manera que se reduzcan los errores y se mantenga el rendimiento. «Esto podría cambiar las reglas del juego en términos de una aplicación más amplia de los sistemas CRISPR Cas en la edición de genes», dijo el coautor Kenneth Johnson. dijo en un comunicado de prensa .

La proteína Cas9 desempeña un papel fundamental en el sistema CRISPR. La enzima se encarga de realizar cortes en las secuencias de ADN, lo que permite eliminar genes erróneos o hacer espacio para añadir nuevo material genético. Para asegurarse de que la enzima realiza los cortes en el lugar correcto, se empareja con un trozo de ARN guía diseñado para unirse a una secuencia genética específica de aproximadamente 20 letras.

Sin embargo, este proceso de guiado no siempre es totalmente preciso, y a veces la proteína Cas9 corta la sección equivocada, dando lugar a las llamadas ediciones «fuera de objetivo». Dependiendo de los genes afectados, esto podría tener graves efectos secundarios para un paciente tratado con un Terapia CRISPR .

Así que para entender por qué el sistema edita a veces el objetivo equivocado, los investigadores utilizaron una técnica de imagen de vanguardia llamada microscopía crioelectrónica para tomar instantáneas de la proteína Cas9 mientras se bloqueaba en secuencias no coincidentes.

Descubrieron que cuando el ARN guía se une a la secuencia incorrecta, normalmente no consigue crear el pliegue característico que permite a la Cas9 cortar el ADN. Pero descartaron o verificado que cuando la secuencia es correcta aparte de las letras en el 18 th y 20 th posiciones, una estructura en forma de dedo en la proteína Cas9 estabiliza la secuencia, corrigiendo su forma y permitiendo su corte.

Era la primera vez que se observaba este proceso de estabilización y, basándose en esta idea, el equipo rediseñó la proteína Cas9 para que la estructura en forma de dedo dejara de conectarse a la secuencia no coincidente. La proteína resultante, que el equipo denominó SuperFi-Cas9, tiene 4.000 veces menos probabilidades de cortar sitios fuera del objetivo que la Cas9 original.

Este no es el primer intento de rediseñar Cas9 para evitar ediciones no deseadas, pero los enfoques anteriores han llevado a reducciones significativas en la velocidad de edición. «Son más seguros que los Cas9 naturales, pero tienen un gran coste: Van extremadamente lentos», dijo el coautor Jack Bravo.

En cambio, SuperFi-Cas9 es tan rápida como la proteína original. Aunque hasta ahora los investigadores sólo la han probado con ADN en tubos de ensayo, ya han empezado a colaborar con otros investigadores para probarla en células vivas, y la universidad está buscando socios industriales para ayudar a comercializar la tecnología.

Aunque es probable que pase algún tiempo antes de que esta nueva tecnología llegue a la clínica, la investigación es un paso importante para crear terapias CRISPR más seguras que podrían tratar una amplia gama de enfermedades en humanos.

Crédito de la imagen: Jack Bravo/Universidad de Texas en Austin