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METROAsí como un paquete precioso no puede llegar a su destino sin un cartero confiable, los editores de genes no pueden llegar al ADN de destino sin métodos de entrega seguros y efectivos. Vectores virales y enfoques químicos. permitir a los investigadores editar genomas en cultivos celulares e in vivo con repeticiones palindrómicas cortas agrupadas regularmente interespaciadas (CRISPR) y tecnologías relacionadas, como la edición de bases y edición principal.1 Sin embargo, estas técnicas de entrega enfrentan desafíos relacionados con una expresión prolongada del editor, una capacidad de tamaño de carga limitada y una eficiencia de entrega subóptima.

Las partículas similares a virus diseñadas (eVLP) ofrecen una nueva solución potencial a estos problemas. En su último trabajo publicado en Naturaleza Biotecnologíaun equipo de investigación dirigido por biólogos moleculares y bioquímicos David Liu en la Universidad de Harvard y Krzysztof Palczewski en la Universidad de California, Irvine creó eVLP que entregó de manera eficiente editores principales a células en cultivo y corrigió la pérdida genética de la visión en modelos de degeneración de retina en ratones.2 Debido a que las eVLP no llevan carga codificada genéticamente, este trabajo puede proporcionar un medio transitorio para administrar terapias de edición de genes mediadas por CRISPR in vivo.

«Estos son básicamente virus no infecciosos en los que el ADN o ARN viral ha sido reemplazado por su proteína o ARN de carga», dijo Liu. «Nos interesamos en utilizar estas partículas similares a virus para la administración de proteínas terapéuticas porque, en teoría, parecen ofrecer algunas de las mejores ventajas de la administración tanto viral como no viral».

Este estudio se basa en trabajos anteriores del equipo de investigación combinado, en el que identificaron y corrigieron cuellos de botella que limitan la entrega del editor base mediado por eVLP in vivo. Sin embargo, el sistema que optimizaron para la edición básica resultó menos efectivo para la edición principal debido a diferencias en los componentes del editor. «Hay varias propiedades diferentes de un editor principal que hacen que sea más difícil de entregar», dijo Meirui An, un estudiante de posgrado en el laboratorio de Liu que dirigió este estudio. “Es grande, tiene varios componentes que las tecnologías de edición anteriores no tenían”.

Todos sabemos que la edición principal es un buen método de edición, pero en este momento es difícil ofrecer la maquinaria de edición principal para la expresión transitoria.
–Baisong Lu, Universidad de Wake Forest

A diferencia de los editores base u otras nucleasas asociadas a CRISPR, los editores principales se basan en una proteína de fusión Cas9-transcriptasa inversa, un ARN guía de mellado y un ARN guía del editor principal largo con una estructura compleja. Aunque estas diferencias son ventajosas en términos de edición del genoma en el objetivo, impiden la entrega mediante métodos previamente establecidos.

Los investigadores diseñaron cambios en los componentes de empaquetado y orientación de su sistema eVLP de editor base y modificaron moléculas enlazadoras en el editor principal para mejorar el ensamblaje del editor, el empaquetado de partículas y la eficiencia de entrega. «En general, mejoramos la eficiencia de la edición principal después de la entrega mediante estas partículas similares a virus diseñadas por el editor principal, estas PE-eVLP, en un promedio de aproximadamente 65 veces», dijo Liu.

Al utilizar estas partículas mejoradas en ratones, los investigadores lograron niveles terapéuticamente relevantes de edición principal localmente mediante inyección en la retina y restauraron parcialmente con éxito la función visual en un modelo de ratón con pérdida de visión. «Esos resultados son significativos porque, hasta donde sabemos, es la primera vez que se administra un editor principal como un complejo proteína-ARN en su forma final y más transitoria a un animal para rescatar un trastorno genético», añadió Liu.

«Este es un trabajo bastante interesante», dijo Baisong Lu, bioquímico de la Universidad Wake Forest que desarrolla métodos de administración de terapia génica para sistemas CRISPR y que no participó en este estudio. «Todos sabemos que la edición principal es un buen método de edición, pero en este momento es difícil ofrecer la maquinaria de edición principal para la expresión transitoria».

El siguiente paso es mejorar aún más la eficiencia in vivo y adaptar eVLP para apuntar a diferentes tejidos. Debido a que las eVLP incluyen la envoltura y las proteínas estructurales que ayudan a los métodos de administración viral a llegar a su destino,1 PE-eVLP puede ser la clave para futuras terapias de edición genética mínimamente invasivas que lleguen a sus destinos objetivo. «Me alegra mucho ver que realmente realizaron pruebas in vivo», dijo Lu. «Si se descubre que la administración sistémica también es eficiente, habrá muchas aplicaciones».

David Liu cofundó y asesora a Beam Therapeutics, Prime Medicine, Pairwise Plants, Exo Therapeutics y YKY Therapeutics.

Referencias

  1. Sí, BH. Avances recientes en las estrategias de entrega CRISPR/CAS9. Biomoléculas. 2020;10(6):839.
  2. An M, et al. Partículas similares a virus diseñadas para la administración transitoria de complejos de ribonucleoproteínas del editor principal in vivo. Naturaleza Biotecnología. Publicado en línea el 8 de enero de 2024.