Una colaboración de investigación entre la Universidad de Tufts y la Academia de Ciencias de China ha llevado al desarrollo de un mecanismo de entrega significativamente mejorado para el método de edición de genes CRISPR / Cas9 en el hígado. según un estudio publicado recientemente en la revista Materiales avanzados . La entrega utiliza nanopartículas de lípidos sintéticos biodegradables que llevan las herramientas de edición molecular a la célula para alterar con precisión el código genético de las células con una eficiencia de hasta el 90 por ciento. Las nanopartículas representan una de las herramientas de entrega CRISPR / Cas9 más eficientes reportadas hasta ahora, según los investigadores, y podría ayudar a superar los obstáculos técnicos para permitir la edición de genes en una amplia gama de aplicaciones terapéuticas clínicas.

El sistema de edición de genes CRISPR / Cas9 se ha convertido en una poderosa herramienta de investigación que descubre la función de cientos de genes y actualmente se está explorando como una herramienta terapéutica para el tratamiento de diversas enfermedades. Sin embargo, Aún quedan algunos obstáculos técnicos antes de que pueda ser práctico para aplicaciones clínicas. CRISPR / Cas9 es un gran complejo molecular, que contiene una nucleasa (Cas9) que puede atravesar ambas cadenas de una secuencia genómica específica, y un ARN de "guía única" diseñado (sgRNA) que escanea el genoma para ayudar a la nucleasa a encontrar la secuencia específica que se va a editar. Dado que es un gran complejo molecular, es difícil administrar CRISPR / Cas9 directamente en el núcleo de la célula, donde pueda hacer su trabajo. Otros han empaquetado las moléculas de edición en virus, polímeros, y diferentes tipos de nanopartículas para introducirlas en el núcleo, pero la baja eficiencia de la transferencia ha limitado su uso y potencia para aplicaciones clínicas.

Las nanopartículas lipídicas descritas en el estudio encapsulan el ARN mensajero (ARNm) que codifica Cas9. Una vez que el contenido de las nanopartículas, incluido el sgRNA, se libera en la célula. La maquinaria de producción de proteínas de la célula se hace cargo y crea Cas9 a partir de la plantilla de ARNm, completando el kit de edición de genes. Una característica única de las nanopartículas son los lípidos sintéticos que comprenden enlaces disulfuro en la cadena grasa. Cuando las partículas ingresan a la celda, el entorno dentro de la célula rompe el enlace disulfuro para desmontar las nanopartículas y el contenido se libera rápida y eficazmente en la célula.

"Estamos empezando a ver ensayos clínicos en humanos para terapias CRISPR, "dijo Qiaobing Xu, coautor correspondiente del estudio y profesor asociado de ingeniería biomédica en la Universidad de Tufts. "Hay muchas enfermedades que han sido intratables durante mucho tiempo para las cuales las terapias CRISPR podrían ofrecer nuevas esperanzas, por ejemplo, la anemia de células falciformes, Distrofia muscular de Duchenne, Enfermedad de Huntington, e incluso muchos cánceres. Nuestra esperanza es que este avance nos dé otro paso hacia hacer de CRISPR un enfoque de tratamiento eficaz y práctico ".

Los investigadores aplicaron el nuevo método a ratones, buscando reducir la presencia de un gen que codifica PCSK9, cuya pérdida está asociada con un colesterol LDL más bajo, y riesgo reducido de enfermedad cardiovascular. "Las nanopartículas de lípidos son uno de los portadores CRISPR / Cas9 más eficientes que hemos visto, "dijo Ming Wang, también coautor correspondiente del estudio y profesor de la Academia de Ciencias de China, Laboratorio Nacional de Ciencia Molecular de Beijing. "De hecho, podemos eliminar la expresión de PCSK9 en ratones con un 80 por ciento de eficiencia en el hígado, lo que sugiere una verdadera promesa para las aplicaciones terapéuticas ".