Investigadores de diversas instituciones internacionales muestran en un reciente trabajo publicado en Cell Reports que es posible utilizar el sistema de edición genómica CRISPR en las células endoteliales.
Los investigadores han desarrollado nanopartículas de polímero en las que han empaquetado las instrucciones genéticas de los componentes de CRISPR adaptadas para que se expresen de forma específica en las células endoteliales que recubren el interior del corazón y los vasos sanguíneos.
Las células endoteliales representan una diana muy interesante para la edición genómica ya que controlan el paso de sustancias hacia y desde el torrente sanguíneo e intervienen en múltiples procesos biológicos. Su alteración, por lo tanto, está relacionada con diferentes patologías, desde enfermedades cardiovasculares al síndrome respiratorio que caracteriza a los pacientes con COVID-19.
El objetivo de los investigadores era desarrollar un método no viral para hacer llegar los elementos necesarios para modificar el ADN de las células endoteliales a estas células. Mediante esta estrategia buscaban solventar dos problemas: la posible reacción inmunitaria a un vector vírico y la carencia de un sistema dirigido de forma específica hacia el endotelio vascular, que no afectara a otros tejidos como el hígado.
Para ello los investigadores han combinado dos aproximaciones. Por una parte, han desarrollado nanopartículas con una formulación optimizada que les permite una distribución adecuada por todo el organismo tras su administración. Por otra parte, el equipo ha diseñado unos plásmidos o vectores de ADN dirigidos a expresar de forma específica los componentes de CRISPR en las células endoteliales. Concretamente, los investigadores generaron un plásmido que contiene la información genética correspondiente a la proteína Cas9 (componente no específico del sistema CRISPR) bajo el control de un promotor que solo está activo en estas células.
Al administrar una única dosis de terapia a ratones modelo, el equipo consiguió inducir la edición del genoma en las células endoteliales de diferentes órganos como el corazón, la aorta o vasos sanguíneos periféricos, así como la expresión de un transgén en las mismas células.
En el estudio, los investigadores utilizan el sistema CRISPR-Cas9. No obstante, señalan que la misma estrategia puede ser utilizada para hacer llegar otras herramientas CRISPR, editores de bases o prime editing a las células endoteliales.
“La nanopartícula que desarrollamos es un potente nuevo sistema de administración de edición genómica en células endoteliales y podría ser utilizado para tratar muchas enfermedades, incluyendo el síndrome de distrés respiratorio agudo de la COVID grave”, ha señalado You-Yang Zhao, investigador en el Instituto de Investigación Infantil Stanley Manne del Hospital de Niños Ann y Robert Lurie de Chicago y director del trabajo. “Con esta nanopartícula podemos introducir genes que inhiban los daños vasculares o promover la reparación vascular, corregir mutaciones en genes y activar o desactivar genes para restaurar la función normal”. El investigador destaca el trabajo como un importante avance para tratar cualquier enfermedad causada por una alteración del endotelio.
El éxito de la edición del genoma como herramienta terapéutica dependerá tanto de la precisión a la hora de introducir cambios en el ADN como de hacer llegar los componentes necesarios para modificar el ADN a las células adecuadas.
Referencia: Zhang X, et al. Robust genome editing in adult vascular endothelium by nanoparticle delivery of CRISPR-Cas9 plasmid DNA. Cell Reports, 2022; 38 (1): 110196 DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2021.110196
Fuente: First Time Genome Editing Made Possible on Cells Lining Blood Vessel Walls. https://www.luriechildrens.org/en/news-stories/first-time-genome-editing-made-possible-on-cells-lining-blood-vessel-walls/
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