CRISPR es una tecnología revolucionaria de edición del genoma que puede modificar de manera eficiente los genes diana en células de mamíferos. Los estudios preclínicos han demostrado que el sistema brinda oportunidades sin precedentes para tratar una variedad de enfermedades genéticas e infecciosas.

Aunque la edición in vitro del genoma de células cultivadas tiene muchas aplicaciones clínicas, para curar potencialmente una amplia gama de enfermedades, incluida la distrofia muscular, la fibrosis quística y el cáncer, es necesario realizar la edición del genoma in vivo.

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Un novedoso vehículo de entrega

Si bien sistema CRISPR-Cas9 es eficiente y preciso, los ARN guía pueden hibridar con secuencias de ADN que contienen desajustes de bases, lo que pudiera generar actividades fuera del objetivo, causando mutaciones, supresiones, inserciones o translocaciones de genes, que pueden conducir a la génesis de tumores u otros eventos perjudiciales.

De izquierda a derecha: nanopartículas magnéticas, partículas de baculovirus, partículas virales recubiertas con nanomagnetos.

Un desafío importante para las aplicaciones clínicas de la edición del genoma in vivo basada en CRISPR-Cas9 es, por lo tanto, activar selectivamente el sistema en el tejido u órgano deseado para maximizar la eficacia terapéutica y minimizar la genotoxicidad.

En este sentido, una nueva tecnología desarrollada por investigadores de la Universidad de Rice, la cual se fundamenta en un virus que infecta a las polillas y nanomagnetos, podría satisfacer los requerimientos para lograr la anhelada edición del genoma in vivo.

El vehículo de entrega desarrollado por los investigadores se basa en un virus que infecta a Autographa californica, también conocido como alfalfa looper, una polilla nativa de América del Norte.

El vector de baculovirus cilíndrico (BV), la parte que transporta la carga útil del virus, se considera grande, con un diámetro de hasta 60 nanómetros y una longitud de 200 a 300 nanómetros, lo suficientemente como para transportar más de 38.000 pares de bases de ADN, lo cual es adecuado para suministrar múltiples unidades de edición de genes a una célula objetivo.

Acción magnética

A fin de controlar la expresión de las cargas útiles virales en los tejidos diana, los científicos recubrieron las partículas de ADN con nanopartículas de óxido de hierro.

Esquema experimental para el suministro dirigido de partículas con ADN.

Los autores encontraron que las partículas virales recubiertas con óxido de hierro en presencia de un campo magnético penetran efectivamente en las células, por lo tanto, en ausencia de un campo magnético, las partículas están inactivas y, bajo la acción de un imán, administran el ADN a las células.

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En un experimento con ratones, los científicos utilizaron el enfoque para entregar ADN contra el gen Vegfr2, que codifica el receptor del factor de crecimiento endotelial vascular. Las partículas magnéticas de baculovirus se inyectaron en ratones en con un tumor subcutáneo, donde se expresaron de manera efectiva por la acción magnética, y CRISPR inactivó el gen deseado.

Si bien a esta técnica le queda mucho camino por recorrer antes de un eventual uso clínico, los autores del estudio destacan el hecho de que este enfoque permite la edición de genes sólo en el tejido, o la parte del tejido, donde se aplica el campo magnético, lo que constituye un avance importante en activar selectivamente el sistema y lograr la edición genética in vivo.

Referencia: Spatial control of in vivo CRISPR–Cas9 genome editing via nanomagnets. Nature Biomedical Engineering, 2018. https://doi.org/10.1038/s41551-018-0318-7

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