La terapia génica que utiliza la edición de genes CRISPR/Cas9 se encuentra actualmente en ensayos clínicos en todo el mundo para una variedad de enfermedades, incluidos varios tipos de cáncer, trastornos sanguíneos y trastornos metabólicos. Funciona haciendo cortes en el ADN, ambas hebras de la doble hélice, para insertar o eliminar genes.
Pero CRISPR conlleva un peligro potencial, previamente no descubierto, encuentra un nuevo estudio dirigido por Boston Children’s. Los investigadores dirigidos por Roberto Chiarle, MD, y Jianli Tao, PhD, en el Departamento de Patología, realizaron múltiples ejecuciones de CRISPR/Cas9 clásico en diferentes líneas celulares humanas. Descubrieron que CRISPR aumentaba la posibilidad de grandes reordenamientos de ADN. Si bien esto era poco común (ocurría entre un 5 y un 6 por ciento de las veces en el modelo experimental del estudio), tales reordenamientos teóricamente pueden desencadenar cáncer.
Reordenamientos rebeldes
CRISPR parece exacerbar un proceso natural conocido como retrotransposición, en el que las secuencias de ADN conocidas como “elementos móviles” o “genes saltadores” se replican y se mueven de un lugar a otro en el genoma. Similar a CRISPR, estos elementos móviles usan enzimas para crear una ruptura de doble cadena en el ADN donde se insertan.
La retrotransposición suele ser inofensiva; de hecho, a lo largo de la evolución, los elementos móviles han llegado a constituir aproximadamente un tercio de nuestro genoma. (Algunos científicos creen que en realidad son virus antiguos). Pero los elementos móviles también se han relacionado con enfermedades, incluido el cáncer. Cuando las rupturas que crean en el ADN no se reparan, los extremos del ADN que no coinciden pueden unirse, lo que lleva a reordenamientos.
Chiarle, Tao y sus colegas demostraron que las roturas de ADN de doble cadena que introduce CRISPR pueden hacer que los elementos móviles se inserten en los lugares a los que CRISPR estaba destinado, así como en otras ubicaciones no deseadas.
Repensar las pruebas de seguridad CRISPR
Según sus hallazgos, publicados el 27 de junio en Comunicaciones de la naturalezalos investigadores sugieren agregar una verificación de retrotransposición a las pruebas de seguridad estándar para los sistemas de edición CRISPR/Cas9.
Las pruebas que se utilizan actualmente no buscan los grandes reordenamientos del ADN causados por la retrotransposición. Secuencian pequeños tramos de ADN para garantizar que el gen deseado se haya agregado o eliminado en el lugar correcto o están diseñados para detectar solo pequeños reordenamientos de genes.
La prueba utilizada en el estudio identifica eventos de retrotransposición que involucran LINE-1, el elemento móvil más común. Para crearlo, Tao perfeccionó una prueba existente llamada PolyA-seq y configuró el sistema experimental para validarlo. “Creemos que esta prueba podría ayudar a detectar estos eventos de manera más confiable y puede ser más rentable que el método disponible comercialmente”, dice.
Chiarle enfatiza que su estudio fue puramente experimental, realizado en células en el laboratorio. “Necesitamos determinar con qué frecuencia ocurre la retrotransposición en los ensayos clínicos de terapias génicas CRISPR”, dice. “CRISPR es realmente un cambio de juego en la terapia genética, por lo que es importante saber exactamente lo que hace”.
Edición básica: ¿Más segura que CRISPR?
Chiarle, Tao y sus colegas también analizaron la edición de bases, una técnica más nueva y precisa que cambia químicamente solo una base o “letra” del código genético (C o A) sin causar una ruptura de doble cadena en el ADN. Los eventos de retrotransposición fueron mucho más raros, detectados menos del 0,01 por ciento de las veces. También fueron menos frecuentes durante la edición principal, una técnica avanzada que permite inserciones, eliminaciones y los 12 cambios de base posibles.
“Demostramos que tanto los editores base como los editores principales son mucho más seguros, con una tasa mucho más baja de eventos de retrotransposición que CRISPR/Cas9”, dice Chiarle. “Si bien la tasa del 5 al 6 por ciento que vimos con CRISPR parece pequeña, muchas terapias génicas se dirigen a millones de células. Por ejemplo, en los trastornos de la sangre, CRISPR se puede usar para editar algunos millones de células madre sanguíneas, que luego se reinfunden al paciente. Y para iniciar un tumor, a veces es posible que necesite solo una célula con un evento de transposición”.
Un enfoque emergente, la edición básica ofrece no solo una mayor seguridad, sino también una mayor precisión, resultados de edición más predecibles y una mayor eficiencia de edición. Boston Children’s formó recientemente una alianza estratégica con Beam Therapeutics, una empresa de biotecnología con sede en Cambridge para explorar la edición básica en múltiples programas de investigación.
Los otros autores del estudio fueron Qi Wang, del Departamento de Patología Infantil de Boston, y Carlos Méndez-Dorantes y Kathleen Burns, del Instituto del Cáncer Dana-Farber. La investigación fue financiada por los Institutos Nacionales de Salud.
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