IEn la fibrosis quística (FQ), los órganos de los pacientes se ven sobrecargados por una mucosidad espesa, lo que afecta la respiración y puede provocar infecciones bacterianas graves. Las perspectivas para los pacientes con FQ han mejorado significativamente desde que los científicos identificado la mutación genética responsable de la enfermedad en 1989.1 La mayoría de los casos son causados por una mutación de tres pares de bases en el regulador de conductancia transmembrana de la fibrosis quística (CFTR) gen. Esta mutación, llamada F508del, produce defectos en los canales iónicos en todo el cuerpo de los pacientes.
Las terapias genéticas tienen un enorme potencial para enfermedades como la fibrosis quística porque proporcionan tratamientos de larga duración. Sin embargo, las técnicas de edición genética utilizadas para desarrollar estos prometedores tratamientos, incluida la CRISPR-Cas9, ganadora del Premio Nobel, han demostrado ser ineficaces para corregir la F508del. publicado en Ingeniería Biomédica de la NaturalezaLos investigadores utilizaron una versión optimizada de la tecnología de edición del genoma. Edición de primera para alterar esta mutación en las células pulmonares de pacientes con fibrosis quística.2 El método restableció la función en el mismo grado que una potente terapia combinada de medicamentos contra la fibrosis quística. Los hallazgos podrían conducir a tratamientos para la fibrosis quística que corrijan permanentemente el origen genético de la enfermedad.
David Liugenetista del Instituto Broad del MIT y Harvard y coautor del estudio, reconoció que las enfermedades genéticas complejas requieren terapias genéticas flexibles y precisas. En 2019, desarrollado edición primaria, una técnica de edición genética que adopta un enfoque diferente de CRISPR.3 La última técnica corta el genoma como una tijera, cortando ambas hebras del ADN, lo que puede dar lugar a modificaciones no deseadas y fuera de lugar. Por el contrario, los editores principales, dijo Liu, son como “procesadores de texto de ADN en el sentido de que los desarrollamos para realizar una verdadera edición de búsqueda y reemplazo”. Añadió que esto permite que la tecnología realice cambios más precisos y controlables, lo que la hace ideal para el trabajo de reparación necesario para corregir la mutación F508del: la adición de sólo unas pocas letras de ADN en lugares específicos.
En su artículo de 2019, el equipo de Liu utilizó la edición primaria para alterar las mutaciones genéticas que causan la anemia falciforme y la enfermedad de Tay-Sachs. Liu explicó que intentaron editar genes mutados CFTR También lo hicieron, pero con un éxito limitado. “Fue una corrección muy difícil de hacer”, dijo Liu. La maquinaria genética que guiaba al editor principal resultó inestable y corrigió menos del uno por ciento de las mutaciones.
Los investigadores han realizado mejoras en la edición de imágenes principales durante los últimos cinco años. En el último artículo, el equipo de Liu realizó otro intento de edición CFTR Utilizando lo que él llama un “enfoque de todo en uno” que aplicó seis mejoras importantes a la edición principal. Estos cambios mejoraron la precisión y la estabilidad de la maquinaria molecular.
Liu dijo que se hizo un gran esfuerzo para incorporar una mejora que permitiera al sistema realizar modificaciones en el ADN sin atraer la atención de las vías de reparación incorporadas en las células. Esta maquinaria proteica (el sistema de reparación de errores de apareamiento del ADN) revertía los cambios del editor principal si notaba la reescritura. Al agregar mutaciones silenciosas cerca de las modificaciones que hicieron en F508del, el equipo de Liu descubrió que era menos probable que el sistema de reparación de errores de apareamiento deshiciera las modificaciones.
El nuevo y mejorado sistema de edición principal resultó mucho más eficaz. La eficiencia de la edición varió entre los tipos de células estudiados, pero el editor corrigió la mutación en el 58 por ciento de las células epiteliales humanas que portaban la mutación F508del. Cuando Liu y su equipo probaron la maquinaria en células de las vías respiratorias Extraídos de pacientes con fibrosis quística, descubrieron que restauraba la función de los canales iónicos al mismo nivel que la terapia combinada líder Trikafta, que actúa potenciando la función de los canales iónicos.
Liu se muestra optimista sobre la eficacia de este enfoque, pero señaló que tratar las células en una placa de cultivo dista mucho de tratar las que se encuentran en los cuerpos de los pacientes afectados. Añadió que el método de administración de los editores principales será un factor determinante de la eficacia de cualquier tratamiento futuro para los pacientes.
“Es alentador ver los resultados positivos en estos estudios que corrigen la mutación más común del gen de la fibrosis quística, F508del, y esperamos que las investigaciones futuras puedan conducir al desarrollo de tratamientos de terapia genética también para aquellos con mutaciones más raras de la fibrosis quística”, dijo. Lucy Allenbiólogo pulmonar y director de investigación de Cystic Fibrosis Trust, que no participó en la investigación.
Trikafta, que se dirige específicamente a la mutación F508del que porta el 90 por ciento de los pacientes con fibrosis quística, proporciona a los pacientes una “mejora muy significativa en todos los parámetros clínicos”, dijo Campana de Scottun científico clínico de la Universidad de Queensland que no participó en el estudio. Trikafta debe tomarse al menos una vez al día durante el resto de la vida del paciente y costos más de $300.000 por año.4
Bell dijo que estos avances recientes aún han dejado aproximadamente 10 por ciento de la población con fibrosis quística, que tienen mutaciones más raras, con opciones limitadas.5 Liu dijo que la flexibilidad de la nueva técnica brinda esperanza de que pueda contribuir a los esfuerzos para revertir mutaciones más raras de la fibrosis quística y corregir otras enfermedades genéticas.
Al reflexionar sobre el arduo camino que se ha recorrido para corregir la mutación F508del, Liu dijo: “Cuando uno se enfrenta a un problema persistente en la ciencia, puede existir la tentación de seguir adelante”. En este caso, la persistencia dio sus frutos, ya que se produjo una herramienta genética que podría corregir mutaciones de enfermedades más allá de la fibrosis quística. “El beneficio a largo plazo de superar ese desafío es que se aprende mucho sobre el sistema y, por lo tanto, sobre cómo aplicarlo mejor en el futuro”, agregó.