Una herramienta CRISPR modificada aumenta los niveles de UBE3A en ratones

No se ha silenciado: Una herramienta CRISPR modificada puede ofrecer otro enfoque prometedor para las terapias génicas de Angelman./ Fotografía de William Mebane

POR NIKO MCCARTY

Fuente: Spectrum | 20/05/2022

Fotografía: Autism Spectrum

Una forma modificada de CRISPR-Cas9 restablece la expresión de UBE3A -el gen mutado en el síndrome de Angelman- sin cortar el ADN

Una forma modificada de CRISPR-Cas9 restablece la expresión de UBE3A -el gen mutado en el síndrome de Angelman- sin cortar el ADN, según un nuevo estudio inédito con ratones y neuronas humanas. Esto apunta a un enfoque de terapia génica que es potencialmente más seguro que las herramientas CRISPR convencionales que funcionan rompiendo cadenas de ADN, dicen los investigadores.

"La terapia [para el síndrome de Angelman] está en el horizonte", afirma el investigador del estudio Justin Wolter, becario postdoctoral de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill, que trabaja con Mark Zylka y Jason Stein.

Wolter presentó los resultados el 14 de mayo en la reunión anual de la 2022 International Society for Autism Research. (Los enlaces a los resúmenes pueden funcionar sólo para los asistentes a la conferencia registrados).

Alrededor de 1 de cada 12.000 personas padecen el síndrome de Angelman, un trastorno del neurodesarrollo caracterizado por discapacidad intelectual, convulsiones y problemas de sueño. Las personas que lo padecen a menudo no pueden caminar ni vivir de forma independiente; la mayoría también tiene autismo.

Los niños heredan dos copias del gen UBE3A, que codifica una proteína que descompone las proteínas viejas o mal plegadas en el cerebro. En las neuronas, una larga cadena de ARN se une a la copia paterna del gen, bloqueando su expresión.

En aproximadamente el 70% de las personas con síndrome de Angelman, la copia materna de UBE3A está mutada o no existe, por lo que no se produce ninguna proteína.

Las terapias génicas para tratar el síndrome de Angelman se basan a menudo en "despertar" la copia paterna de UBE3A, normalmente destruyendo o bloqueando la cadena de ARN que la silencia.

"Incluso niveles modestos de des-silenciamiento [de UBE3A] pueden lograr efectos terapéuticos", dice Wolter. "Puede que ni siquiera necesitemos una terapia perfecta".

Un enfoque, del que Wolter es pionero, utiliza la herramienta de edición de genes CRISPR-Cas9 para trocear y desactivar el gen que codifica el ARN silenciador. Pero las técnicas de edición de genes en general pueden causar mutaciones no deseadas en otras partes del genoma, y por esta razón la gran mayoría aún no ha obtenido la aprobación de la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA).

El nuevo estudio indica que una forma desactivada de la proteína Cas9 -llamada dCas9, que aún puede dirigirse a regiones genómicas pero no corta el ADN- puede restablecer los niveles de UBE3A sin rebanar el genoma ni arriesgarse a obtener resultados fuera del objetivo.

En experimentos de cultivos celulares y en ratones vivos, el dCas9 no silenció el UBE3A paterno, aunque no con la misma eficacia que el Cas9 original, según muestra el estudio. No obstante, según Wolter, es probable que las nuevas tecnologías aumenten la actividad de dCas9, lo que podría incrementar aún más el silenciamiento.

No existe ningún tratamiento para el síndrome de Angelman, pero se están desarrollando varias terapias génicas.

Un enfoque prometedor se basa en cadenas de ARN denominadas oligonucleótidos antisentido (ASO) que se unen a secuencias genéticas complementarias en las células y bloquean su expresión.

Pero "la vida útil de los ASO se mide en meses, y se suministran al líquido cefalorraquídeo" de forma recurrente, dice Wolter. "Y hay algunas pruebas de que son tóxicos".

Para un estudio de 2020, Wolter creó miles de millones de virus adeno-asociados, o AAV, y empaquetó cada uno de ellos con una proteína Cas9 y un ARN guía que dirige la proteína a la región genómica que codifica el ARN silenciador UBE3A. Inyectó los virus en un modelo de ratón del síndrome de Angelman cuando los animales aún se estaban desarrollando en el útero.

Una sola inyección eliminó el ARN silenciador y restauró los niveles de UBE3A hasta un 40 por ciento de sus niveles normales. Ese aumento fue suficiente para "rescatar la microcefalia y los déficits de comportamiento" habituales en los modelos de ratón de Angelman, afirma Wolter, y el tratamiento duró toda la vida de los animales.

Hasta ahora, la FDA ha aprobado 11 terapias génicas basadas en el AAV, según un editorial publicado el 9 de mayo en Nature Biotechnology. Sin embargo, estudios anteriores sobre los AAV con CRISPR demuestran que pueden causar "alteraciones involuntarias del genoma y la transcripción".

En su trabajo anterior con Cas9, Wolter "dedicó mucho tiempo a tratar de ver cuáles podrían ser las consecuencias negativas de [la edición genética CRISPR]", dice. "Buscamos pruebas de daños en el ADN, mutaciones fuera del objetivo en otros sitios del genoma, neuroinflamación" y otros efectos secundarios, pero "no vimos ninguna prueba de ninguno de ellos".

Aun así, se desconoce cómo la inserción de la herramienta de edición genética a lo largo de la vida "afectaría a una neurona en el transcurso de décadas en un ser humano", afirma Wolter.

Los datos preliminares sobre el dCas9, que probablemente sea una opción más segura para futuras terapias génicas, sugieren que restablece los niveles de UBE3A sin cortar el genoma en absoluto, y lo hace durante toda la vida de un ratón después de una única inyección. Wolter dice que tiene la intención de hacer pruebas de comportamiento en los ratones tratados para ver si restaurar incluso una cantidad marginal de UBE3A es suficiente para reducir los síntomas similares a los de Angelman.

Lea más informes de la reunión anual de 2022 de la Sociedad Internacional para la Investigación del Autismo.

Cite este artículo: https://doi.org/10.53053/BOXX5086

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