El científico español Juan Carlos Izpisúa-Belmonte y su equipo en el Instituto Salk de California han logrado corregir en ratones la mutación causante de la retinitis pigmentaria, que es la primera causa de ceguera hereditaria en humanos, mediante una variación del sistema CRISP-CAS9, una herramienta de edición de genes descubierta en el año 2012 y que, grosso modo, permite cortar el ADN, modificar su secuencia e insertar nuevo ADN. Los roedores ciegos que han participado en el experimento han recuperado parcialmente la vista.

Concretamente, el gran éxito del trabajo es que se ha logrado insertar ADN de manera eficiente en una localización concreta en células que no se dividían -como las del ojo, pero también las de la mayor parte de los órganos adultos, como el cerebro, el páncreas o el corazón-, algo que hasta ahora no era posible. En el caso del experimento con ratones, se ha modificado en las células el gen responsable de que la retina del paciente cada vez respondiera peor a la luz.

La técnica desarrollada "abre nuevas vías para el desarrollo de una gran variedad de tratamientos en enfermedades de la retina, neurológicas o cardiacas", dicen los autores. En el estudio, dirigido por Izpisúa-Belmonte, profesor del Laboratorio de Expresión Génica del Instituto Salk Institute, han colaborado también investigadores del Hospital Clínic de Barcelona-Idibaps y de la Universidad Católica San Antonio de Murcia. Los resultados se han publicado en la revista 'Nature'.

EMPECEMOS POR LA RETINITIS PIGMENTARIA

La elección de la enfermedad no fue una decisión al azar. "Si se ha empezado por la retinitis pigmentaria es porque se trata de una dolencia muy estudiada, un buen modelo para investigar, pero potencialmente la técnica puede servir para muchas dolencias", explica a este diario Josep Maria Campistol, director general del Clínic y nefrólogo que ha participado en el experimento." Hemos reproducido en el laboratorio lo que el cuerpo realiza de forma natural", añade.

Hasta ahora, las técnicas existentes para modificar el ADN, como el sistema CRISPR-CAS9, han sido más eficaces en células en división, como las de la piel o el intestino, utilizando los mecanismos propios de copia de las células. La nueva tecnología del Salk es 10 veces más eficiente que otros métodos para incorporar nuevos ADN en cultivos de células en división. "Estamos entusiasmados con esta tecnología porque es algo que no se podía hacer antes -explica Izpisúa-Belmonte-. Por primera vez, podemos entrar en células que no se dividen y modificar el ADN. Las posibles aplicaciones de este descubrimiento son enormes".

Los investigadores se han centrado en una vía celular de reparación de la doble cadena del ADN llamada recombinación no homóloga o unión de extremos no homólogos (NHEJ, por sus siglas en inglés). "El uso de la vía de NHEJ para insertar ADN es revolucionario para la edición del genoma de organismos adultos vivos. Nadie ha hecho esto antes", explica uno de los autores principales del artículo, Keiichiro Suzuki, en una nota informativa del Instituto Salk.

En primer lugar, los investigadores trabajaron en la optimización de la maquinaria NHEJ para su uso con el sistema CRISPR-CAS9. El equipo creó un paquete de inserción personalizado compuesto por un cóctel de ácidos nucleicos, al que denominaron HITI. Después, utilizaron un virus inerte para entregar el paquete de instrucciones genéticas de HITI en neuronas derivadas de células madre embrionarias humanas.

COMPROBACIÓN A LAS OCHO SEMANAS

Los investigadores, entonces, lograron transportar el paquete de inserción en cerebros de ratones adultos. Finalmente, para explorar la posibilidad de utilizar HITI para la terapia de reemplazo de genes, el equipo probó la técnica en un modelo de rata para retinitis pigmentaria. Esta vez, el equipo implantó, en las células de la retina de ratas de tres semanas de edad, una copia funcional de uno de los genes dañados en esa enfermedad. El análisis ocho semanas después mostró que los animales eran capaces de responder a la luz.

El nivel de eficiacia llega por ahora al 10%-15% de las células. "Quizá en cinco años se puedan iniciar los ensayos en humanos", vaticina Campistol. Los próximos pasos del equipo serán mejorar la eficiencia de entrega del paquete de HITI. Al igual que con todas las tecnologías de edición del genoma, conseguir suficientes células para incorporar el nuevo ADN "es un desafío", concluye el Instituto Salk.