Para este estudio, los investigadores utilizaron una innovadora técnica de edición de ADN llamada edición de base, que sustituye una sola letra de ADN por otra sin dañar el ADN, para estudiar cómo el cambio de esta mutación podría afectar los síntomas similares a la progeria en ratones.
Madrid, 9 de enero (EuropaPress).- Los investigadores han utilizado con éxito una técnica de edición de ADN para extender la vida útil de los ratones con la variación genética asociada con la progeria, una enfermedad genética rara que causa un envejecimiento prematuro extremo en los niños y puede acortar significativamente su esperanza de vida.
El estudio, publicado en la revista Nature, es una colaboración entre el Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (NHGRI), parte de los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos, el Broad Institute de Harvard y el MIT, y el Centro Médico de la Universidad de Vanderbilt.
El ADN se compone de cuatro bases químicas: A, C, G y T. La progeria, que también se conoce como síndrome de progeria de Hutchinson-Gilford, es causada por una mutación en el gen nuclear de lamin A (LMNA) en el cual un ADN la base C se cambia a T. Este cambio aumenta la producción de la proteína tóxica progerina, que provoca el rápido proceso de envejecimiento.
Mice witnessing another mouse in fear or pain, or even gaining relief from pain, mirror those emotions in their brain circuitry. #ResearchHighlight https://t.co/xxAX5zHC6Q
— Nature (@nature) January 9, 2021
Aproximadamente uno de cada cuatro millones de niños son diagnosticados con progeria en los dos primeros años de vida, y prácticamente todos estos niños desarrollan problemas de salud en la infancia y la adolescencia que normalmente están asociados con la vejez, incluidas las enfermedades cardiovasculares (ataques cardíacos y accidentes cerebrovasculares), pérdida de cabello, problemas esqueléticos, pérdida de grasa subcutánea y piel endurecida.
Para este estudio, los investigadores utilizaron una innovadora técnica de edición de ADN llamada edición de base, que sustituye una sola letra de ADN por otra sin dañar el ADN, para estudiar cómo el cambio de esta mutación podría afectar los síntomas similares a la progeria en ratones.
"No se puede subestimar el costo de esta devastadora enfermedad en los niños afectados y sus familias" , recuerda Francis S. Collins, investigador principal de la Rama de Genómica Médica y Genética Metabólica del NHGRI, director de los NIH y autor del estudio.
"El hecho de que una sola mutación específica cause la enfermedad en casi todos los niños afectados nos hizo darnos cuenta de que podríamos tener herramientas para solucionar la causa raíz --añade--. Estas herramientas solo podrían desarrollarse gracias a inversiones a largo plazo en la investigación básica de la genómica".
El estudio sigue otro hito reciente para la investigación de la progeria, ya que la Administración de Drogas y Alimentos de Estados Unidos aprobó el primer tratamiento para la progeria en noviembre de 2020, un medicamento llamado lonafarnib. La terapia con medicamentos proporciona cierto alargamiento de la vida pero no es una cura. El método de edición de ADN puede proporcionar una opción de tratamiento adicional e incluso más espectacular en el futuro.
David Liu y su laboratorio en el Broad Institute desarrollaron el método de edición base en 2016, financiado en parte por NHGRI. "La edición CRISPR, aunque revolucionaria, todavía no puede realizar cambios precisos en el ADN en muchos tipos de células", reconoce el doctor Liu, autor principal del artículo.
"La técnica de edición de bases que hemos desarrollado es como una función de buscar y reemplazar en un procesador de texto --precisa--. Es extremadamente eficiente para convertir un par de bases en otro, lo que pensamos que sería poderoso para tratar una enfermedad como la progeria".
Para probar la efectividad de su método de edición de bases, el equipo colaboró inicialmente con la Fundación de Investigación de Progeria para obtener células de tejido conectivo de pacientes con progeria. El equipo usó el editor de base en el gen LMNA dentro de las células de los pacientes en un entorno de laboratorio. El tratamiento fijó la mutación en el 90 por ciento de las células.
"La Fundación para la Investigación de la Progeria estaba encantada de colaborar en este estudio seminal con el grupo del doctor Collins en los NIH y el grupo del doctor Liu en el Broad Institute --resalta Leslie Gordon, coautora y directora médica de La Progeria Research Foundation, que financió parcialmente el estudio--. Los resultados de este estudio presentan una vía nueva y emocionante para la investigación de nuevos tratamientos y la cura para los niños con progeria".
Tras este éxito, los investigadores probaron la técnica de edición de genes administrando una única inyección intravenosa de la mezcla de edición de ADN en casi una docena de ratones con la mutación que causa la progeria poco después del nacimiento. El editor de genes restauró con éxito la secuencia de ADN normal del gen LMNA en un porcentaje significativo de células en varios órganos, incluidos el corazón y la aorta.
Muchos de los tipos de células de los ratones aún mantenían la secuencia de ADN corregida seis meses después del tratamiento. En la aorta, los resultados fueron incluso mejores de lo esperado, ya que las células editadas parecían haber reemplazado a las que portaban la mutación de progeria y abandonaron el deterioro temprano. Lo más espectacular es que la esperanza de vida de los ratones tratados aumentó de siete meses a casi 1.5 años. La esperanza de vida normal promedio de los ratones utilizados en el estudio es de dos años.
"Como médico-científico, es increíblemente emocionante pensar que una idea en la que has estado trabajando en el laboratorio podría tener un beneficio terapéutico --resalta el doctor Jonathan D. Brown, profesor asistente de medicina en la División de Medicina Cardiovascular de Centro Médico de la Universidad de Vanderbilt--. En última instancia, nuestro objetivo será intentar desarrollar esto para los humanos, pero hay preguntas clave adicionales que debemos abordar primero en estos sistemas modelo".
