CRISPR Gene Editing and Disease
Tabla de contenido:
- Cómo funciona la edición de genes
- Tratamiento de adultos y niños, no de embriones
- Previniendo la enfermedad humana indirectamente
Ahora que el genio de edición de genes está fuera de la botella, ¿qué desearías primero?
¿Bebés con ojos "perfectos", inteligencia exagerada y un toque de carisma de estrella de cine?
AdvertisementAdvertisement¿O un mundo libre de enfermedades … no solo para su familia, sino para todas las familias del mundo?
En base a eventos recientes, muchos científicos están trabajando para lograr lo último.
A principios de este mes, científicos de la Universidad de Ciencias y Salud de Oregón utilizaron una herramienta de edición genética para corregir una mutación causante de enfermedad en un embrión.
AnuncioLa técnica, conocida como CRISPR-Cas9, solucionó la mutación en el ADN nuclear de los embriones que causa la miocardiopatía hipertrófica, una enfermedad cardíaca común que puede provocar insuficiencia cardíaca o muerte cardíaca.
Esta es la primera vez que esta herramienta de edición genética ha sido probada en óvulos humanos de calidad clínica.
AdvertisementAdvertisementSi se hubiera implantado uno de estos embriones en el útero de una mujer y se le hubiera permitido desarrollarse por completo, el bebé no habría sufrido la variación del gen causante de la enfermedad.
Este tipo de cambio beneficioso también se habría transmitido a las generaciones futuras.
Ninguno de los embriones en este estudio fue implantado o se le permitió desarrollarse. Pero el éxito del experimento ofrece una idea del potencial de CRISPR-Cas9.
Aún así, ¿alguna vez podremos editar genéticamente nuestro mundo libre de enfermedades?
Cómo funciona la edición de genes
Según la Genetic Disease Foundation, hay más de 6,000 trastornos genéticos humanos.
AdvertisementAdvertisementCientíficos teóricamente podrían usar CRISPR-Cas9 para corregir cualquiera de estas enfermedades en un embrión.
Para hacer esto, necesitarían una pieza apropiada de ARN para apuntar a los tramos correspondientes de material genético.
La enzima Cas9 corta el ADN en ese punto, lo que permite a los científicos eliminar, reparar o reemplazar un gen específico.
AnuncioAlgunas enfermedades genéticas, sin embargo, pueden ser más fáciles de tratar con este método que otras.
"La mayoría de la gente se está enfocando, al menos inicialmente, en enfermedades donde realmente solo hay un gen involucrado, o un número limitado de genes, y realmente se comprenden bien", Megan Hochstrasser, PhD, gerente de comunicaciones científicas en el Innovative Genomics Institute en California, dijo a Healthline.
AdvertisementAdvertisementLas enfermedades causadas por una mutación en un solo gen incluyen enfermedad de células falciformes, fibrosis quística y enfermedad de Tay-Sachs. Estos afectan a millones de personas en todo el mundo.
Sin embargo, estos tipos de enfermedades son superados en número por enfermedades como las enfermedades cardiovasculares, la diabetes y el cáncer, que matan a millones de personas en todo el mundo cada año.
La genética, junto con los factores ambientales, también contribuyen a la obesidad, las enfermedades mentales y la enfermedad de Alzheimer, aunque los científicos todavía están trabajando para comprender exactamente cómo hacerlo.
AnuncioEn este momento, la mayoría de las investigaciones de CRISPR-Cas9 se centran en enfermedades más simples.
"Hay muchas cosas que tienen que resolverse con la tecnología para llegar al lugar donde podríamos aplicarlo alguna vez a una de esas enfermedades poligénicas, donde varios genes contribuyen o un gen tiene múltiples efectos, "Dijo Hochstrasser.
AdvertisementAdvertisementTratamiento de adultos y niños, no de embriones
Aunque los "bebés de diseño" atraen mucha atención de los medios, gran parte de la investigación de CRISPR-Cas9 se enfoca en otros lugares.
"La mayoría de las personas que están trabajando en esto no están trabajando en embriones humanos", dijo Hochstrasser. "Están tratando de descubrir cómo podemos desarrollar tratamientos para las personas que ya tienen enfermedades". "
Este tipo de tratamientos beneficiaría a niños y adultos que ya viven con una enfermedad genética, así como a personas que desarrollan cáncer.
Este enfoque también puede ayudar a los 25 millones a 30 millones de estadounidenses que tienen una de las más de 6,800 enfermedades raras.
"La edición de genes es una opción realmente poderosa para personas con enfermedades raras", dijo Hochstrasser. "En teoría, podría hacer un ensayo clínico de fase I con todas las personas en el mundo que tienen una cierta condición [rara] y curarlos a todos si funcionó. "
Las enfermedades raras afectan a menos de 200, 000 personas en los Estados Unidos en un momento dado, lo que significa que hay menos incentivos para que las compañías farmacéuticas desarrollen tratamientos.
Estas enfermedades menos comunes incluyen fibrosis quística, enfermedad de Huntington, distrofias musculares y ciertos tipos de cáncer.
El año pasado, investigadores de la Universidad de California en Berkeley avanzaron en el desarrollo de una terapia ex vivo, en la que le extrae las células a una persona, las modifica y las vuelve a colocar en el cuerpo.
Este tratamiento fue para la enfermedad de células falciformes. En esta condición, una mutación genética hace que las moléculas de hemoglobina se unan, lo que deforma los glóbulos rojos. Esto puede conducir a bloqueos en los vasos sanguíneos, anemia, dolor y falla orgánica.
Los investigadores usaron CRISPR-Cas9 para modificar genéticamente las células madre y arreglar la mutación de la enfermedad de células falciformes. Luego inyectaron estas células en ratones.
Las células madre migraron a la médula ósea y se convirtieron en glóbulos rojos sanos. Cuatro meses después, estas células aún se podían encontrar en la sangre de los ratones.
Esto no es una cura para la enfermedad, porque el cuerpo continuaría produciendo glóbulos rojos que tienen la mutación de la enfermedad de células falciformes.
Pero los investigadores piensan que si suficientes células madre sanas se arraigan en la médula ósea, podría reducir la gravedad de los síntomas de la enfermedad.
Se necesita más trabajo antes de que los investigadores puedan probar este tratamiento en las personas.
Un grupo de investigadores chinos utilizó una técnica similar el año pasado para tratar a las personas con una forma agresiva de cáncer de pulmón, la primera prueba clínica de este tipo.
En este ensayo, los investigadores modificaron las células inmunes de los pacientes para desactivar un gen que interviene en la detención de la respuesta inmune de la célula.
Los investigadores esperan que, una vez inyectadas en el cuerpo, las células inmunes editadas genéticamente monten un ataque más fuerte contra las células cancerosas.
Este tipo de terapias también podría funcionar para otras enfermedades de la sangre, cánceres o problemas inmunitarios.
Pero ciertas enfermedades serán más difíciles de tratar de esta manera.
"Si tienes un trastorno del cerebro, por ejemplo, no puedes eliminar el cerebro de alguien, hacer la edición genética y luego volver a colocarlo", dijo Hochstrasser. "Entonces tenemos que descubrir cómo llevar estos reactivos a los lugares que necesitan para estar en el cuerpo". "
Previniendo la enfermedad humana indirectamente
No todas las enfermedades humanas son causadas por mutaciones en nuestro genoma.
Las enfermedades transmitidas por vectores como la malaria, la fiebre amarilla, el dengue y la enfermedad del sueño matan a más de 1 millón de personas en todo el mundo cada año.
Muchas de estas enfermedades son transmitidas por mosquitos, pero también por garrapatas, moscas, pulgas y caracoles de agua dulce.
Los científicos están trabajando en formas de utilizar la edición de genes para reducir el número de estas enfermedades en la salud de las personas de todo el mundo.
"Podríamos potencialmente deshacernos de la malaria mediante la ingeniería de los mosquitos que no pueden transmitir el parásito que causa la malaria", dijo Hochstrasser. "Podríamos hacer esto utilizando la técnica CRISPR-Cas9 para impulsar este rasgo a través de toda la población de mosquitos muy rápidamente. "
Los investigadores también están utilizando CRISPR-Cas9 para crear alimentos de" diseñador ".
DuPont recientemente utilizó la edición de genes para producir una nueva variedad de maíz ceroso que contiene mayores cantidades de almidón, que tiene usos en los alimentos y la industria.
Los cultivos modificados también pueden ayudar a reducir las muertes por desnutrición, que es responsable de casi la mitad de todas las muertes en niños menores de 5.
Los científicos podrían utilizar CRISPR-Cas9 para crear nuevas variedades de alimentos que sean resistentes a plagas, resistente a la sequía o contiene más micronutrientes.
Uno de los beneficios de CRISPR-Cas9, en comparación con los métodos tradicionales de mejoramiento de plantas, es que permite a los científicos REPLACEar un solo gen de una planta silvestre relacionada en una variedad domesticada, sin otros rasgos no deseados.
La edición de genes en la agricultura también puede avanzar más rápidamente que la investigación en personas porque no hay necesidad de años de ensayos clínicos de laboratorio, animales y humanos.
"A pesar de que las plantas crecen bastante lentamente", dijo Hochstrasser, "es realmente más rápido sacar [plantas genéticamente modificadas] al mundo que hacer un ensayo clínico en personas". "
Preocupaciones de seguridad y ética
CRISPR-Cas9 es una herramienta poderosa, pero también plantea varias preocupaciones.
"Ahora hay mucha discusión sobre cuál es la mejor manera de detectar los llamados 'efectos fuera del objetivo'", dijo Hochstrasser. "Esto es lo que sucede cuando la proteína [Cas9] corta en algún lugar similar a donde quieres que se corte. "
Cortes fuera del objetivo podrían conducir a problemas genéticos inesperados que causan la muerte de un embrión.Una edición en el gen incorrecto también podría crear una enfermedad genética completamente nueva que se transmitirá a las generaciones futuras.
Incluso el uso de CRISPR-Cas9 para modificar mosquitos y otros insectos plantea problemas de seguridad, como lo que sucede cuando se realizan cambios a gran escala en un ecosistema o un rasgo en una población que se sale de control.
También hay muchos problemas éticos que vienen con la modificación de embriones humanos.
Entonces, ¿CRISPR-Cas9 ayudará a librar al mundo de la enfermedad?
No cabe duda de que reducirá considerablemente muchas enfermedades, pero es poco probable que las cure a todas en el corto plazo.
Ya contamos con herramientas para evitar enfermedades genéticas, como la detección genética temprana de fetos y embriones, pero estas no se usan universalmente.
"Todavía no evitamos toneladas de enfermedades genéticas, porque muchas personas no saben que albergan mutaciones que pueden heredarse", dijo Hochstrasser.
Algunas mutaciones genéticas también ocurren espontáneamente. Este es el caso de muchos cánceres que resultan de factores ambientales como los rayos UV, el humo del tabaco y ciertos químicos.
Las personas también toman decisiones que aumentan su riesgo de enfermedad cardíaca, accidente cerebrovascular, obesidad y diabetes.
Entonces, a menos que los científicos puedan usar CRISPR-Cas9 para encontrar tratamientos para estas enfermedades del estilo de vida, o para instruir genéticamente a las personas para que dejen de fumar y comiencen a andar en bicicleta al trabajo, estas enfermedades permanecerán en la sociedad humana.
"Cosas como esas siempre van a necesitar ser tratadas", dijo Hochstrasser. "No creo que sea realista pensar que alguna vez podríamos prevenir que cada enfermedad ocurra en un humano. "
