Enginyeria genètica: El mètode d’edició gènica pel sistema CRISPR, amb un ARN guia i una endonucleasa, ha rebut un considerable interès després d’haver estat aplicat, per exemple, en el controvertit assaig clínic ChiCTR1800019378. Més enllà de les qüestions bioètiques sobre la modificació de línies germinals humanes, hi havia la preocupació vinculada al fet que aquesta tècnica no oferiria una correcció prou eficient i que generaria un excés de subproductes de conseqüències poc previsibles. Refinar aquestes tècniques d’edició gènica és un dels objectius del laboratori del professor David R. Liu. En un article publicat ahir per la revista Nature, el grup de Liu descriu “l’edició fina” (primer editin) com “un mètode d’edició genòmica versàtil i precís que escriu directament informació genètica nova a un lloc especificat d’ADN”.
Esquema bàsic dels components d’un sistema d’edició gènica
Una retrotranscriptasa fusionada amb un Cas9 blocat catalíticament, programada amb un ARN guia d’edició fina
David R. Liu és professor del Merkin Institute of Transformative Technologies in Healthcare, que fa part del Broad Institute of Harvard and MIT, amb seu a Cambridge (MA). També és professor del Department of Chemistry and Chemical Biology de la Harvard University, així com investigador del Howard Hughes Medical Institute, centre adscrit a Harvard. Comparteixen aquesta afiliació els seus col·laboradors en aquest estudi: Andrew V. Anzalone, Peyton B. Randolph, Jessie R. David, Alexander A. Sousa, Luke W. Koblan, Jonathan M. Levy, Peter J. Chen, Christopher Wilson, Gregory A. Newby i Aditya Raguram.
El 26 d’agost, aquests autors trameteren a Nature un article on descrivien el seu mètode de reparació genètica dirigida. L’article fou acceptat per a publicació el 10 d’octubre, i ahir se’n publicava la versió acceptada, que serà encara objecte d’una revisió final.
Anzalone et al. anomenen el seu mètode d’edició genètica com a “prime”, assenyalant-ne la versatilitat i, particularment, la precisió. El mètode té la capacitat d’escriure directament informació genètica nova en un punt especificat de la seqüència d’ADN. Per fer-ho, empra la combinació d’una transcriptasa inversa fusionada amb una endonucleasa Cas9 catalíticament defectiva, i un ARN guia. Anzalone et al. es refereixen a aquest ARN guia com a “pegRNA” (primer editing guide RNA). El pegRNA compleix dues funcions: d’una banda la seva seqüència és complementària a la localització diana de l’ADN, i de l’altra la seqüència difereix en aquelles posicions que hom vol precisament introduir en l’ADN diana.
Més de 175 edicions en cèl·lules humanes
En el seu article Anzalone et al. informen de les edicions que han fet mitjançant aquest mètode en cultius de cèl·lules humanes. En total han fet més de 175 edicions diferents, que inclouen insercions, delecions i mutacions puntuals. Entre les mutacions puntuals han assajat les 12 combinacions possibles dels quatre tipus de nucleòtids que integren l’ADN (A, C, G, T). Ni en les substitucions puntuals ni en les insercions/delecions han necessitat la introducció de trencaments de la doble cadena o l’ús de motllos d’ADN de donadors. Aquests factors són alguns dels “subproductes” que poden comportar modificacions no desitjades en les tècniques d’edició CRISPR-Cas9.
Entre les edicions genètiques que han practicat Anzalone et al. destaquen:
– una transversió (T->A) en el gen HBB (el gen de la beta-globina, una de les subunitat de l’hemoglobina) que reverteix la mutació causant de l’anèmia falciforme.
– una deleció en el gen HEXA (el gen de l’hexosaminadasa A), que corregeix una mutació que causa la malaltia de Tay-Sachs.
– una transversió en el gen PRNP, que redueix el risc de desenvolupar encefalopaties espongiformes.
Destaquen que aquestes “reparacions genètiques” es fan amb aquest mètode amb una alta eficiència i amb un nombre relativament baix de subproductes. Igualment, Anzalone et al. han assajat la inserció de marques i epítops en diferents llocs específics del genoma.
Val a dir, però, que l’eficiència del mètode no és uniforme en les quatre línies cel·lulars humans que han assajat. Ara bé, és aplicable en totes quatre, així com en cultius primaris de neurones corticals post-mitòtiques de ratolí.
Anzalone et al. calculen que aquesta tècnica seria aplicable a la correcció de vora el 89% de les variants genètiques humanes patogèniques. No totes les alteracions congènites del metabolisme es poden beneficiar de la teràpia gènica, però en alguns casos com en algunes distròfies de retina ja existeixen teràpies gèniques aprovades. La tècnica d’Anzalone et al. s’ha assajat ara com ara en cultius cel·lulars, i ja en aquest sentit tindrà segurament en els propers anys aplicacions en el camp de la teràpia cel·lular.
Lligams:
– Search-and-replace genome editing without double-strand breaks or donor DNA. Andrew V. Anzalone, Peyton B. Randolph, Jessie R. Davis, Alexander A. Sousa, Luke W. Koblan, Jonathan M. Levy, Peter J. Chen, Christopher Wilson, Gregory A. Newby, Aditya Raguram, David R. Liu. Nature (2019)