La edición de genes confirma en vivo su eficacia en una distrofia muscular

Uno de los avances científicos más prometedores de 2015, la edición de genes o CRISPR, vuelve a confirmar su potencial en el campo de la biomedicina. Tres estudios que se publican en « Science» proporcionan las primeras evidencias de que CRISPR puede convertirse en una técnica útil para el tratamiento de trastornos genéticos mediante la edición de un gen implicado en el funcionamiento muscular, restaurando alguna función muscular en ratones con un tipo específico de la distrofia muscular. Y lo han hecho en animales vivos.

Aunque existe una gran controversia en el uso de la edición de células germinales (aquellas implicadas en la reproducción) para corregir los trastornos genéticos, estos resultados demuestran el potencial de esta innovadora tecnología para corregir algunos trastornos genéticos post-parto.

La distrofia muscular de Duchenne es una enfermedad genética incapacitante que se produce en aproximadamente 1 de cada 3.500 varones, causando degeneración muscular, pérdida de movilidad y la muerte prematura. Las mutaciones más frecuentes en este tipo de distrofia implican la deleción (mutación genética que consiste en la pérdida de uno o más nucleótidos de la secuencia del ADN) de uno o más exones en el gen de la distrofina, causando un ‘cambio’ en la codificación de ADN que conduce a una pérdida completa de la distrofina, una proteína esencial para el funcionamiento muscular.

Adenovirus

Con el fin de restaurar la expresión de las proteínas de la distrofina, el grupo de investigadores coordinados por Christopher Nelson, de la Universidad de Duke (EE.UU.) ha utilizado el sistema de edición CRISPR-Cas9 -el nombre técnico de la herramienta de manipulación genética- para eliminar el exón 23, causando un cambio adicional en el código genético que permite la expresión de las proteínas de distrofina. En esta ocasión, los investigadores utilizaron un adenovirus (AAV8) para administrar el sistema de edición de genes en células musculares de ratones. [Los adenovirus se emplean como ‘vehículos’ para hacer llegar la terapia].

Gracias a ello, explican los investigadores en «Science», se produjo la deleción del exón 23 en cerca del 2% de todas las células musculares localizadas en las áreas que recibieron la inyección y, lo más relevante, se obtuvo la restauración de los niveles de la proteína distrofina a aproximadamente el 8% del nivel normal (estudios previos sugieren que apenas un 4% es suficiente para lograr una adecuada función muscular en la distrofia de Duchenne). Y cuando los investigadores hicieron más pruebas en ratones con seis semanas de edad, encontraron mejoras en los músculos que son responsables de la salud cardiaca y pulmonar, sistemas que están gravemente debilitados en estos pacientes, además de asociados con la muerte prematura.

En un segundo estudio, el grupo de Chengzu Long, del Centro Médico de la Universidad Texas Southwestern (EE.UU.). se sirvió del adenovirus AAV9, debido a que tiene una gran afinidad por el músculo, para entregar los componentes de edición de CRISPR-Cas9 en el mismo modelo de ratón de distrofia. Pero antes de este paso se habían asegurado de que su estrategia de edición de genes era eficiente en células de óvulos y espermatozoides de ratones. De hecho era muy eficiente: el 80% de los ratones bebé nacidos tras la modificación de la línea germinal mostró una deleción del exón 23, que a su vez aumentó la expresión de la proteína distrofina en los animales.

Función muscular

El siguiente paso fue aplicar su estrategia para un ajuste más clínicamente relevante de la edición de genes en las células somáticas. Así, administraron mediante inyecciones en el abdomen, en los músculos o en zona de detrás de los ojos el sistema de edición genética en los animales a los pocos días después del nacimiento. Y, aunque todos los métodos de administración lograron una mejoría en la función muscular, los resultados mostraron que los niveles de la proteína distrofina eran más elevados cuando el tratamiento se inyectó el directamente en los músculos.

Similares resultados ha obtenido el grupo de Mohammadsharif Tabebordbar, de la Universidad de Harvard (EE.UU.). En esta ocasión los investigadores emplearon CRISPR y AAV9 para editar el exón 23. Y la intervención produjo un beneficio en el funcionamiento muscular. Gracias al uso de marcadores fluorescentes los investigadores analizaron los efectos del sistema de edición de genes en las células satélite, que se encuentra en zonas alejadas a las de los lugares de inyección. Así vieron que algunos miotubos satélite, una fase ‘joven’ de las células musculares, habían restaurado la expresión de distrofina. Por lo tanto, los autores sugieren que el AAV-CRISPR puede proporcionar la reparación genética incluso en vivo.