SANTO DOMINGO, República Dominicana.- Hace tres años se informó que un científico chileno era pionero a nivel mundial en usar nanopartículas de oro para detectar la enfermedad de Alzheimer mucho antes del aparecimiento de los síntomas. Ahora, en EEUU se utiliza la misma nanopartícula de oro en lugar de un virus inactivo y gracias a esto en ensayos se suministró de manera segura herramientas de edición de genes en modelos de VIH y trastornos hereditarios de la sangre.
En la última edición de la revista científica Nature Materials, y bajo el título traducido “Reparación dirigida por homología en células madre de progenitoras y células madre con nanoformulaciones CRISPR”, se da cuenta de que científicos del Centro de Investigación del Cáncer Fred Hutchinson de Estados Unidos desarrollan esta nueva terapia genética que, en definitiva, simplifica la forma en la que las instrucciones de edición de genes se entregan a las células.
Este estudio de prueba de principio publicado en Nature Materials muestra que las nanopartículas de oro cargadas con CRISPR y otras herramientas de edición de genes editan las células madre de la sangre de forma segura y efectiva.
En el resumen de esta investigación se lee que se utiliza la misma nanopartícula de oro en lugar de un virus inactivo para anular la toxicidad celular.
“Aquí demostramos la entrega no tóxica de toda la carga útil de CRISPR a los progenitores primarios de sangre humana… Hemos desarrollado una nanoformulación CRISPR basada en nanopartículas de oro coloidal con un diseño de carga único capaz de entrada celular sin la necesidad de electroporación o virus. Esta nanoformulación altamente monodispersada evita el atrapamiento de los lisosomas y se localiza en el núcleo de los progenitores primarios de sangre humana sin toxicidad”, detalla la información para expertos.
Añade que esta es la primera vez que se utiliza una nanopartícula de oro cargada con CRISPR , lo que condujo a la exitosa edición de genes en células madre de la sangre sin efectos tóxicos.
"A medida que las terapias genéticas se abren camino a través de los ensayos clínicos y están disponibles para los pacientes, necesitamos un enfoque más práctico", se explica a su vez en la página web del Centro de Investigación del Cáncer Fred Hutchinson de Estados Unidos, donde se complementa lo publicado en Nature y se atribuye la información a la autora principal de la investigación, Jennifer Adair.
Esta doctora, miembro asistente de la División de Investigación Clínica del Centro de Investigación del Cáncer Fred Hutchinson, agregó que, considerando que la terapia genética es inaccesible para millones de personas en todo el mundo, se buscó "encontrar algo más simple, algo que entregara de forma pasiva la edición de genes a las células madre de la sangre".
"Creemos que tenemos un buen candidato para dos enfermedades, el VIH y las hemoglobinopatías, aunque también estamos evaluando otros objetivos de la enfermedad en los que los pequeños cambios genéticos pueden tener un gran impacto, así como formas de hacer cambios genéticos más grandes", reveló Adair.
"El siguiente paso es aumentar la cantidad de edición de genes que se produce en cada célula, lo que definitivamente es factible. Eso lo acercará a ser una terapia efectiva" precisó.
En la página web se confirma que “la nanopartícula de oro que lleva CRISPR condujo a la exitosa edición de genes en células madre de la sangre sin efectos tóxicos”, pero a la vez se admite que, “si bien CRISPR ha hecho que sea más rápido y fácil entregar modificaciones genéticas al genoma con precisión, todavía tiene desafíos”.
“Lograr que las células acepten las herramientas de edición de genes CRISPR implica una pequeña descarga eléctrica que puede dañar e incluso matar a las células. Y si se requieren ediciones genéticas precisas, las moléculas adicionales deben diseñarse para proporcionarlas, lo que aumenta el costo y el tiempo”, admitió al identificar parte de los desafíos por afrontar.
Las nanopartículas de oro son una alternativa prometedora porque la superficie de estas pequeñas esferas (un tamaño de alrededor de una mil millonésima parte de un grano de sal de mesa) permite que otras moléculas se adhieran fácilmente a ellas.
"Diseñamos las nanopartículas de oro para cruzar rápidamente la membrana celular, esquivar los orgánulos celulares que buscan destruirlas e ir directamente al núcleo celular para editar los genes", dijo el Dr. Reza Shahbazi, investigador postdoctoral de Fred Hutch, quien trabajó siete años con nanopartículas de oro para la administración de fármacos y genes.
Shahbazi hizo las partículas a partir de oro de grado de laboratorio que se purifica y se presenta como un líquido en una pequeña botella de laboratorio. Mezcla el oro purificado en una solución que hace que los iones de oro individuales formen partículas diminutas.
Los investigadores aislaron células madre sanguíneas con un marcador de proteína en su superficie llamado CD34. Estas células positivas para CD34 contienen las células progenitoras productoras de sangre que dan origen a toda la sangre y al sistema inmunológico, se explica en la página web del Centro.
"Estas células reponen la sangre en el cuerpo todos los días, lo que las convierte en un buen candidato para una terapia génica única, porque durará toda la vida a medida que las células se reemplacen", dijo Adair.
Al observar las células madre de la sangre humana en una placa de laboratorio, los investigadores encontraron que sus nanopartículas de oro completamente cargadas fueron absorbidas de forma natural por las células dentro de las seis horas de haber sido agregadas y dentro de las 24 a 48 horas pudieron ver la edición de genes en curso. Observaron que el socio de la proteína CRISPR de Cas12a era mejor en la entrega de ediciones genéticas muy precisas a las células que el compañero de la proteína cas9 más comúnmente utilizado.
El efecto de edición del gen alcanzó un pico ocho semanas después de que los investigadores inyectaran las células en modelos de ratón; 22 semanas después de la inyección, las células editadas todavía estaban allí. Los investigadores de Fred Hutch también encontraron células editadas en la médula ósea, el bazo y el timo de los modelos de ratones, una señal de que las células sanguíneas en división en esos órganos podrían continuar con el tratamiento sin que los ratones tengan que ser tratados nuevamente, agrega el texto del Centro.
https://m.elmostrador.cl/cultura/2016/10/05/chileno-es-pionero-a-nivel-mundial-en-usar-nanoparticulas-de-oro-en-terapia-contra-el-alzheimer/