Investigadores de la Universidad de Columbia han observado un resultado inesperado tras la utilización de CRISPR-Cas9 en embriones humanos que muestra que esta técnica de edición genómica todavía no es adecuada para su aplicación en embriones fuera de la investigación. Al evaluar la eficacia de CRISPR durante el desarrollo temprano el equipo ha encontrado que puede producirse la pérdida del cromosoma que se pretende modificar.
El desarrollo de las técnicas de edición del genoma, como CRISPR, y el mayor conocimiento de las causas de muchas enfermedades genéticas han abierto una vía potencial de tratamiento para muchas patologías. Sin embargo, antes de plantear cualquier estrategia terapéutica basada en CRISPR, y especialmente en el caso de los embriones, debe comprobarse su eficacia para modificar el ADN de forma específica sin provocar otras consecuencias moleculares.
CRISPR puede utilizarse en diferentes contextos, como células en cultivo o directamente sobre tejidos o embriones. El equipo de investigadores de la Universidad de Columbia liderado por Dieter Egli se planteó evaluar la capacidad del sistema CRISPR para reparar, en las primeras etapas del desarrollo, un gen que cuando está alterado puede producir retinosis pigmentaria, el gen EYS. Concretamente, el equipo estudió la posibilidad de utilizar CRISPR justo después de la fecundación, antes de la primera división del zigoto. En un posible contexto terapéutico clínico, esta aproximación podría reparar el gen defectuoso y evitar el mosaicismo o presencia de células de diferente composición genética en el embrión.
Los investigadores introdujeron en óvulos normales, espermatozoides portadores de una mutación en el gen EYS que causa un cambio en la pauta de lectura. Además, junto a los espermatozoides transfirieron los componentes del sistema CRISPR-Cas9 dirigidos a la copia alterada del gen EYS.
El sistema CRISPR-Cas9 utilizado estaba diseñado para introducir un punto de rotura en la copia alterada del gen EYS. Tras la escisión del ADN, el equipo esperaba dos tipos de resultados de la acción de CRISPR: o bien la copia alterada mantenía ese estado o se produciría una reparación parcial del gen a través de pequeñas inserciones o deleciones de nucleótidos que recuperaran la pauta de lectura del gen. Sin embargo, los investigadores detectaron otro posible resultado: en aproximadamente la mitad de los casos se producía la pérdida de uno o ambos brazos del cromosoma donde se encontraba la copia alterada del gen EYS. Además, en algunos embriones también se detectaron roturas y pérdida de material hereditario en el cromosoma 16, debidas a la acción de CRISPR fuera de su diana.
Una señal de advertencia para la utilización de CRISPR-Cas9 en embriones
La inesperada pérdida del cromosoma diana de la edición génica en un número significativo de casos supone un importante obstáculo para la utilización de CRISPR-Cas9 en embriones humanos con fines terapéuticos, como por ejemplo, para reparar genes responsables de enfermedades. “Nuestro estudio muestra que CRISPR-Cas9 todavía no está preparado para ser utilizado a nivel clínico en la corrección de mutaciones en este estadio del desarrollo humano”, señala Dieter Egli, profesor en el Departamento de Pediatría de la Universidad de Columbia y director del trabajo.
Por otra parte, los investigadores observaron que la edición genética en el momento de la fecundación conseguía evitar el mosaicismo en la mayoría de los experimentos. Si CRISPR-Cas9 se introducía más tarde, en el estadio de embrión de dos células, tras la primera división del zigoto, los embriones resultantes tenían células de diferente composición genética. Además, en ese caso también se podría producir la pérdida del cromosoma paterno donde se encontraba la alteración diana de CRISPR.
Los autores del trabajo señalan que sus resultados son una señal de advertencia para la utilización, en embriones humanos, de aquellos métodos de edición génica que están basados en la inducción de puntos de rotura en el ADN, como CRISPR-Cas9. En este contexto, plantean que una opción preferible podría ser usar sistemas de corrección puntual como los editores de bases o la estrategia de “prime editing”.
Más allá de las potenciales aplicaciones terapéuticas de la edición genómica en embriones, el estudio también muestra que todavía se desconocen algunos detalles sobre cómo actúan los mecanismos de reparación del ADN en la etapa más temprana del desarrollo. En este sentido, el sistema CRISPR-Cas9 podría ser una valiosa herramienta de investigación.
La edición del ADN mediante CRISPR ha empezado ya a abrirse un camino en el ámbito de la medicina. Diversos ensayos clínicos están evaluando su eficacia en enfermedades como el cáncer renal, la beta talasemia o algunos tipos de ceguera. Su utilización en embriones humanos, sin embargo, se enfrenta a importantes retos y consideraciones éticas. Es especialmente conocido el caso de He Jiankui, quien anunció en 2018 el nacimiento de dos gemelas a las que se había modificado el ADN durante la etapa embrionaria. Los experimentos de He, que no habían recibido aprobación por parte del comité de ética correspondiente y no estaban plenamente justificados a nivel terapéutico, fueron condenados por múltiples instituciones y sociedades. Además,abrieron un debate sobre si se dispone de conocimientos suficientes y herramientas adecuadas para plantear la modificación del genoma en embriones humanos con fines terapéuticos.
“Si nuestros resultados se hubieran conocido hace dos años, dudo que nadie hubiera ido adelante con la intención de utilizar CRISPR para editar un embrión humano en el ámbito clínico”, señala Egli. “Nuestra esperanza es que estos resultados de advertencia desanimen la aplicación clínica prematura de esta importante tecnología, pero también guíen la investigación responsable para conseguir su utilización segura y efectiva”.
Amparo Tolosa, Genotipia
Fuente: https://genotipia.com/genetica_medica_news/crispr-embriones-humanos-2/
