Jonathan Frampton, socio de desarrollo corporativo de Horizon Discovery, una empresa de Perkin Elmer, comparte la promesa de la tecnología de mecanizado básica.

En menos de una década, la llegada de CRISPR-Cas9 ha hecho que la edición de genes sea más fácil y rápida que nunca. Sin embargo, CRISPR, así como las herramientas de manipulación del genoma anteriores, tienen una serie de limitaciones técnicas, especialmente cuando se trata de realizar modificaciones muy pequeñas en el genoma, a partir de una sola base de nucleótidos dentro de una cadena de ADN.

Los editores básicos se han convertido en una tecnología que permite cambios precisos en pares de bases individuales y, por lo tanto, ofrece una variedad de posibles utilidades clínicas. Le preguntamos a Jonathan Frampton, socio de desarrollo corporativo de la empresa de ingeniería celular Horizon Discovery, cómo se compara la edición de base con la edición del genoma tradicional, cuáles son sus limitaciones y por qué es un enfoque tan interesante para las terapias basadas en células.

¿Cómo se compara la edición básica con otras herramientas de edición del genoma?

La edición de bases es una tecnología novedosa que tiene el potencial de producir eliminaciones genéticas o corregir ciertos errores o mutaciones en el ADN de células intactas.

La mayoría de las mutaciones patógenas que causan enfermedades humanas son polimorfismos de un solo nucleótido que requieren solo un cambio de un solo nucleótido para corregir la mutación. Antes de los editores básicos, corregir este tipo de mutaciones requería reemplazar el ADN mutado usando una plantilla de ADN exógeno, así como introducir roturas de doble cadena de ADN usando tecnologías basadas en nucleasas como CRISPR, ZFN o TALEN.

Si bien estos enfoques pueden ser precisos, su éxito en células aisladas de pacientes ha sido poco o ningún éxito. Se espera que la construcción de terapias basadas en células que puedan ayudar al tratamiento de pacientes con tumores sólidos, por ejemplo, requiera de cinco a diez eventos de edición de genes para crear una célula primaria persistente que pueda sobrevivir en un microambiente tumoral inmunosupresor. Aunque CRISPR, ZFN o TALEN pueden lograr este número de eliminaciones genéticas, lo hacen mediante la introducción de roturas de doble hebra, lo que no es ideal.

La introducción simultánea de múltiples rupturas de doble cadena dentro del genoma a través de CRISPR u otras herramientas conlleva el riesgo de que los sistemas intrínsecos de reparación del ADN de las células procesadas cometan errores e introduzcan cambios en el genoma que pueden conducir a la transformación celular y al cáncer.

La edición de bases no requiere la introducción de rupturas de doble cadena para modificar un par de bases, lo que reduce la probabilidad de grandes cambios en el genoma, como B. translocaciones cromosómicas, se reduce significativamente. Esto ofrece un perfil de seguridad muy atractivo como editor de genes preferido para la terapia celular.

¿Cuáles son las principales limitaciones de la edición básica?

El mecanizado básico es una tecnología nueva, por lo que todavía estamos aprendiendo sobre sus habilidades y desafíos.

Un desafío son los «cambios de espectadores» que ocurren cuando la ventana de edición contiene varios restos que pueden ser cambiados por el editor de base además del par de bases de destino. La ingeniería de proteínas para cambiar la ventana de edición básica es un camino a seguir.

Otro obstáculo es la capacidad de realizar cambios en los pares de bases fuera del objetivo en otras partes del ADN o ARN, ya que algunos editores de bases también pueden apuntar al ARN. Algunos de estos efectos menos deseables parecen ser problemas iniciales debido a la expresión prolongada o excesiva del editor de base, una situación que debe evitarse con los sistemas de expresión transitoria necesarios para el uso clínico de los editores de base.

¿Quién desarrolla las tecnologías básicas de mecanizado?

El principio de edición básica ha sido descrito por varios grupos académicos, incluido el de David Liu en la Universidad de Harvard. Este sistema, en el que el editor base se fusiona con una versión Nickase de Cas9, se utiliza ampliamente en la ciencia y también forma la base de la terapéutica basada en células desarrollada por Beam Therapeutics en Boston, EE. UU.

El sistema desarrollado por Horizon Discovery tiene licencia de la Universidad de Rutgers en los EE. UU. Y fue desarrollado en el laboratorio de Shengkan Jin. Este sistema se diferencia del sistema de procesamiento básico de David Liu en la forma en que se recluta la desaminasa para realizar la desaminación del par de bases.

Las diferencias prácticas y similitudes entre los sistemas aún no se han entendido completamente. Sin embargo, ambos sistemas pueden detener la expresión génica de forma exacta y es probable que haya alguna superposición de aplicaciones.

En el futuro, esperamos un uso significativo de editores básicos en el desarrollo de la próxima generación de terapias basadas en células. La realidad es que se requiere una ingeniería significativa para que la terapia celular alcance su máximo potencial y creemos que el mecanizado básico será un componente central para que esto suceda.


Esta entrevista es parte del informe de Labiotech «The Genome Editing Toolbox: ZFNs, TALENs and CRISPR in Biomedicine». Conviértase en miembro para obtener acceso completo a este y muchos otros informes ofrece una mirada en profundidad a las áreas más candentes de la industria biotecnológica.

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