Editando el DNA: Nuevas Tecnologías

En la publicación del 26 julio de la revista Nature, el artículo con el título “Cut and paste therapy fixes mouse haemophilia” resalta el logro del uso de una tecnología reciente denominada genome editing o edición del genoma para corregir la coagulación en un ratón hemofílico. Para entender de qué se trata esto de la edición del genoma o “cut and paste” como lo llama Janelle Weaver en dicha revista vamos a revisar los fundamentos del estudio de Katherine High, investigadora de la enfermedad de la hemofilia del Children’s Hospital of Philadelphia in Pennsylvania.

Enfermedades genéticas

Las enfermedades genéticas se originan debido a un defecto en un segmento del DNA, el cual ocasiona un mal o nulo funcionamiento de un gen. Dado que la causa de la enfermedad es un defecto al interior del DNA, su cura implicaría necesariamente la corrección del segmento defectuoso. Pues esto es lo que la técnica del genome editing intenta hacer y al parecer lo logra, pues resultados recientes auguran un futuro prometedor para este nuevo intento de tratar enfermedades hereditarias.

Katherine High, acaba de publicar un estudio en el que las nuevas tecnologías del DNA, llamadas edición del genoma, al parecer brindan un esperanza para el tratamiento de enfermedades genéticas. En su más reciente publicación en la revista Nature, reportó que el reemplazo de los genes que causan la enfermedad de la hemofilia en ratones logró corregir la coagulación, que es la deficiencia fisiológica que dichas mutaciones generan en los hemofílicos.

¿Qué es la hemofilia?

Para darnos una idea de este logro vamos a hablar un poco de la hemofilia. La hemofilia es un grupo de enfermedades hereditarias que afectan la capacidad de coagulación de la sangre, lo cual impide el control de una hemorragia cuando un vaso sanguíneo se rompe, o como comúnmente decimos, lo que detiene la sangre cuando sufrimos una herida. Está enfermedad es ocasionada por el defecto en dos genes involucrados en la coagulación, en el caso de la hemofilia tipo B el gen deficiente se llama F9, que es un gen que se localiza en el cromosoma X.

Esta enfermedad afecta principalmente a los hombres debido a que el gen defectuoso se localiza en el cromosoma X, y ya que las mujeres tenemos dos copias de este cromosoma (una proveniente de papá y otra de mamá), el defecto genético si existe, puede ser compensado por el gen localizado en otro cromosoma X. Por el contario los hombres al tener un solo cromosoma X, si existen genes deficientes en este cromosoma no existe una copia en otro cromosoma X que la compense.

¿Y cómo la técnica de genome editing reduce los efectos de dicha enfermedad?

Cuando el padecimiento de una enfermedad involucra un gen deficiente, la única forma de solucionarlo es corregir la deficiencia o cambiar el gen “malo” por un gen “bueno”. Y esto último es lo que la técnica de edición de genoma justamente hace, es decir, primero quita el gen malo y luego coloca el gen bueno.

¿Y cómo se hace esto…? Para introducirnos al fantástico mundo de los genes vamos a recordar algunos detalles importantes de lo que es DNA.

El DNA es la molécula que almacena la información genética y se encuentra constituida por dos cadenas de nucleótidos (las moléculas que constituyen al DNA). Como la información necesaria para la vida no es poca, el DNA es una molécula sumamente grande. Así que para poder organizar toda esta información, la célula, estructura o pliega al DNA hasta organizarlo en cromosomas.

Debido a esta organización del DNA es que ciertos tipos de genes quedan localizados en diferentes cromosomas y en distintas partes del mismo.

Si quisiéramos, quitar un gen en particular habría que saber: 1) en qué cromosoma y en qué lugar a lo largo del cromosoma se encuentra el gen, 2) habría que asegurarse de “cortar” de forma específica solamente el gen defectuoso y 3) tener la forma de pegar el gen nuevo.

La técnica de edición de genoma utilizando un enzimas denominadas nucleasas de dedos de zinc (ZFNs), “cortan” el gen defectuoso en el cromosoma. Sin embargo, no todo es tan simple. Decíamos que remover un gen implicaba poder cortar el sitio indicado, así un primer paso implica el diseño de ZFNs específicas para que corten al gen defectuoso en el cromosoma. Después hay que diseñar muy bien el gen a introducir. Finalmente y el paso más difícil es la introducción de las ZFNs y del gen “bueno” no solo al cuerpo, sino también al tejido correcto.

Aunque hace ya más de 50 años que muchos investigadores sueñan con el poder de cambiar un gen defectuoso por un gen nuevo y así poder curar enfermedades hereditarias, la tecnología disponible no ha hecho posible al día de hoy que un tratamiento de este tipo sea aplicable de forma segura.

Anteriormente los intentos por corregir una enfermedad hereditaria implicaban la introducción al cuerpo de virus que contenían en su interior el gen bueno.

Esta metodología tenía (y tiene) varios peros; el primero de ellos es la fuerte reacción del sistema inmune del cuerpo a los virus que se usan como acarreadores del gen. El segundo problema es la ineficiencia con la que el gen era introducido al DNA de las células deseadas. Un tercer problema con esta metodología es la adición de más material genético al DNA: lo hace más grande de lo que era, lo cual al parecer desestabiliza a esta molécula y es el responsable en parte de generar efectos muy nocivos como el desarrollo de cánceres.

En el estudio en cuestión se evidencia uno de los avances en la tecnología de la edición del genoma: evita un incremento en el tamaño del DNA, ya que involucra primero el corte del gen defectuoso y después la adición del gen bueno. Otro avance importante es el uso de los virus dirigidos, aunque el vehículo en el cual el gen es introducido siguen siendo moléculas virales, éstas ya contienen proteínas que las ayudan a dirigirse al tejido en el cual la deficiencia del gen está ocasionando problemas.

Así, en el estudio de Katherine High se logró corregir un defecto genético en un organismo entero, mediante dicha tecnología. Aunque los estudios en ratones no son comparables a los estudios en humanos, lo importante es que el campo de la terapia génica sigue avanzando y esperemos que así continúe. Ojalá en un futuro cercano el reemplazo de genes se convierta en una práctica médica regular.

Las cosas buenas siempre avanzan despacio y paso a paso…

Enlaces de interés sobre este tema:

http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature10177.html#/ref2

http://www.nature.com/news/2011/110626/full/news.2011.384.html

http://www.genengnews.com/gen-articles/zinc-finger-nucleases-for-genome-editing/3355/?page=1

Anuncios

One thought on “Editando el DNA: Nuevas Tecnologías

  1. Interesante la forma de poder “corregir” defectos hereditarios, esperemos que pronto sea una realidad en los humanos

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s