Las últimas tecnologías de edición del genoma han revolucionado el estudio de las enfermedades humanas, así como el desarrollo de terapias celulares para combatirlas. La teoría es simple: modificar el genoma de las células del paciente para corregir directamente un error o hacerlo con fines terapéuticos, como por ejemplo, para sintetizar una proteína ausente o defectuosa en el paciente.

Los principales métodos para introducir cambios en el genoma son dos: la utilización de virus modificados que liberan el ADN en la célula o tejido diana, dónde es incorporado y expresado;  o bien sistemas basados en enzimas programadas para cortar el ADN en sitios específicos, que se combinan con fragmentos de ADN utilizados como parche e integrados en el genoma por los mecanismos celulares de reparación del ADN.

Ambos métodos han demostrado ser altamente específicos, tanto en células madre pluripotenciales inducidas, como en modelos animales. Sin embargo, existe cierta preocupación sobre la estabilidad de las células tras la edición de su genoma y la posibilidad de que como consecuencia del proceso se genere un número elevado de mutaciones que pueda dar lugar a cáncer u otras patologías.

Dos estudios publicados en Cell Stem Cell han abordado este tema y concluido mediante diferentes aproximaciones que las técnicas de edición del genoma son específicas y que la cantidad de mutaciones que presentan las células sometidas a ellas no es mayor que las de células control.

En el estudio dirigido por Juan Carlos Izpisúa Belmonte,  del Salk Institute for Biological Studies los investigadores editaron el genoma de células madre obtenidas de un paciente con anemia falciforme con los diferentes métodos posibles: mediante virus, un sistema basado en nucleasas programadas o una combinación de ambas. A continuación, secuenciaron el genoma completo de las células modificadas  y lo compararon con el genoma original de antes de la edición genética. Por último, compararon los resultados obtenidos con los derivados de la secuenciación de una porción de células madre del paciente que no habían sido modificadas pero sí habían sido mantenidas en cultivo. Tras el análisis, el equipo de Izpisúa encontró que las células con el material genético corregido habían adquirido pocas mutaciones al azar durante el experimento y que además el número total no superaba al de las células mantenidas en cultivo. “Concluimos que el riesgo de mutación no está conectado de forma inherente a la edición de genes”, indica Mo Li, uno de los autores del trabajo. “Estas células presentan los mismos riesgos que otras células manipuladas para terapia celular o genética”.

En el estudio dirigido por Kiran Musunuru, de la Universidad de Harvard, los investigadores llegan a una conclusión similar. En este trabajo, el equipo editó el genoma de células pluripotenciales humanas mediante dos métodos basados en nucleasas, el sistema CRISPR-Cas9 (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) y el sistema TALENs (Transcription Activator-Like Effector Nucleases), secuenciaron el genoma completo de las células resultantes y observaron que el número de mutaciones atribuibles a la edición genética era muy pequeño.

Los resultados obtenidos en ambos trabajos tienen importantes implicaciones para la aplicación clínica de células madre modificadas mediante técnicas de edición del genoma. Como ha manifestado Juan Carlos Izpisúa Belmonte: “La habilidad de modificar de forma precisa el ADN de las células madre ha acelerado de forma grandiosa la investigación en enfermedades humanas y terapia celular. Para trasladar esta tecnología a su uso clínico con éxito, primero necesitamos escrutinizar la seguridad de las células madre modificadas, la estabilidad genómica y la carga mutacional.” Sin duda, los primeros pasos ya están siendo dados.

Referencias:

Suzuki K, et al. Targeted gene correction minimally impacts whole-genome mutational load in human-disease-specific induced pluripotent stem cell clones. Cell Stem Cell. 2014 Jul 3;15(1):31-6. doi:10.1016/j.stem.2014.06.016.

Veres A, et al. Low Incidence of Off-Target Mutations in IndividualCRISPR-Cas9 and TALEN Targeted Human Stem Cell Clones Detected by Whole-Genome Sequencing. Cell Stem Cell. 2014 Jul 3;15(1):27-30. doi:10.1016/j.stem.2014.04.020.