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EDICIÓN DEL GENOMA BASADA EN EL SISTEMA CRISPR PARA TRATAR ENFERMEDADES HUMANAS. UN AVANCE EN LA MEDICINA MODERNA
Guillermo A. SilvaMartínez, PhD Ingeniero Bioquímico y M.Sc. en Ingeniería Bioquímica por el Tecnológico de Celaya. Tiene un doctorado en Biotecnología Vegetal por el CINVESTAVIrapuato. Catedrático CONACYTTecNM en Celaya adscrito al departamento de ingeniería bioquímica. Investigador principal en el laboratorio de Biología Molecular del TecNM en Celaya.
Sin duda, durante el siglo XXI hubo grandes avances en las ciencias médicas, desde los primeros trasplantes en humanos, las cirugías vasculares y neurológicas, la producción de interleucinas o la insulina recombinante. Un gran avance fue la obtención del borrador del primer genoma humano, marcando una nueva era en las ciencias genómicas con la esperanza de entender a nivel genómico enfermedades humanas de gran interés, como las enfermedades metabólicas o el cáncer. En este sentido, la edición del genoma es un conjunto de tecnologías que permiten modificar el genoma de un organismo. En los últimos años, el sistema de edición genómica CRISPR-Cas9 (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats y CRISPR-associated protein 9) fue adaptado de las bacterias para su uso en organismos superiores(1,2). Este sistema se basa en el uso de pequeños trozos de ARN (sgRNA) guiados por una secuencia corta en su interior, que se une a una secuencia específica de ADN objetivo dentro del genoma. Posteriormente, la enzima Cas9 se une al sgRNA y corta el ADN en el lugar exacto de la diana, desencadenando mecanismos de reparación del ADN para añadir, eliminar o incluso cambiar segmentos de ADN en el genoma. En la actualidad, las herramientas de edición del genoma se utilizan para comprender las enfermedades humanas y dilucidar los mecanismos para prevenirlas o incluso tratarlas utilizando modelos animales o células(3). Una gran mayoría de las enfermedades humanas está en el punto de mira de los investigadores, especialmente las que tienen un trasfondo genético que puede ser tratado -o editado-
| INVESTIGACIÓN
antes de la fusión de gametos, modificando los óvulos y los espermatozoides -línea germinal(4,5) . Así, surgen preocupaciones éticas a la hora de plantearse alterar el genoma humano, ya que la edición genética de la línea germinal -o de los embriones- puede pasar a las generaciones futuras. Por lo tanto, "tradicionalmente" la terapia génica sobre células somáticas se basa en CRISPR. Desgraciadamente, la terapia génica basada en CRISPR ha mostrado un elevado efecto off-target (OTEs), que puede reducirse optimizando el diseño de la guía en el sgRNA(6). En la actualidad, la toxicidad inmunogenética de la terapia génica CRISPR es una preocupación general, ya que algunos estudios informan que la gran mayoría de los sujetos humanos poseían anticuerpos preexistentes antiCas9 contra SaCas9 y SpCas9, que son los ortólogos bacterianos de Cas9 más utilizados, lo que repercute en las futuras estrategias de desarrollo de este tipo de terapia(7). En este sentido, los métodos de entrega de CRISPR influyen, en mayor medida, en su eficacia y seguridad terapéutica. El uso de vectores de virus adeno-asociados (AAV) sigue siendo el vehículo más utilizado para CRISPR por su conveniente eficiencia de entrega(8), sin embargo, también puede ser entregado como ARNm a través de microinyección o electroporación, pero esto solo queda como opción de entrega ex-vivo para la posterior reintroducción en el sujeto(9). Este enfoque ha demostrado ser beneficioso como estrategia terapéutica para tratar los trastornos hematológicos y la inmunoterapia del cáncer.
