Por Sharon Begley, 11 de junio de 2018
La utilización de células cuyos genomas han sido editados mediante
CRISPR-Cas9 podría aumentar el riesgo de desencadenar cáncer, según
advierten dos nuevos estudios publicados el pasado lunes, lo que
podría afectar a las empresas que están desarrollando terapias
basadas en CRISPR.
En estos dos estudios, publicados en Nature Medicine, los
científicos descubrieron que las células cuyos genomas han sido
editados mediante CRISPR-Cas9 tienen el potencial de provocar tumores
en los pacientes. Según los investigadores del Instituto Karolinska
de Suecia, y, por otro lado, de la empresa farmacéutica Novartirs,
las células así obtenidas mediante CRISPR podrían actuar como una
bomba de relojería.
La tecnología de edición genética CRISPR ya ha logrado esquivar
dos balas potencialmente mortales: en marzo, se
rectificó la afirmación de 2017 de que se producían un elevado
número de efectos fuera de objetivo; y
un informe sobre los efectos de CRISPR sobre la inmunidad humana,
señalando que este problema era fácilmente subsanable.
El Director General de CRISPR Therapeutics, Sam Kulkarni, dijo a STAT
que los resultados son “plausibles”, aunque es probable que se
apliquen sólo a una de las formas en que CRISPR edita el genoma
(cuando se reemplaza el ADN que provoca la enfermedad por otra
versión sana) y no a la otra (extirpación del ADN). Dijo: “Es
algo a lo que tenemos que prestar atención, sobre todo a medida que
CRISPR se trata de aplicar a más enfermedades. Tenemos que
asegurarnos de que las células editadas que se devuelven a los
pacientes no se transformen en cancerosas”.
Otro científico interesado por CRISPR, que pidió que no se citara
su nombre por trabajar en empresas de edición de genomas, calificó
los nuevos datos de “sorprendentes” y expresó su preocupación
por el hecho de que se hubiera pasado por alto este posible efecto
fatal en algunos de los usos de CRISPR.
Por otro lado, el artículo de Novartis ha estado disponible, al
menos en su forma provisional, desde el verano pasado, y los expertos en CRISPR "no se han asustado", señaló Erik Sontheimer de
la Facultad de Medicina de la Universidad de Massachusetts, cuya
investigación de CRISPR se centra en nuevas enzimas y efectos fuera
del objetivo. "Esto es algo a lo que hay que prestar
atención, pero no creo que impida el desarrollo de terapias mediante
CRISPR".
Los grupos del Instituto Karolinska y Novartis probaron CRISPR en
diferentes tipos de células humanas - células retinianas y células
madre pluripotentes, respectivamente. Pero encontraron esencialmente
el mismo fenómeno. CRISPR-Cas9 actúa cortando ambas cadenas de la
doble hélice del ADN. Esa lesión hace que una célula active un
conjunto de primeros auxilios bioquímicos organizado por un gen
llamado p53, que repara la ruptura del ADN o hace que la célula se
autodestruya.
Cualquiera que sea la respuesta del p53, la consecuencia es la misma:
CRISPR no funciona, ya sea porque la edición del genoma está
remendada o porque la célula está muerta. (El equipo de Novartis
calculó que p53 reduce diecisiete veces la eficiencia de CRISPR en
células madre pluripotentes). Eso podría explicar algo encontrado
una y otra vez: CRISPR es lamentablemente ineficiente, con sólo una
pequeña cantidad de células en las que se utiliza CRISPR,
generalmente empleando un virus, que presentan su genoma editado
según lo que se preveía.
"Encontramos que el corte del genoma con CRISPR-Cas9 indujo
la activación de .... p53", dijo Emma Haapaniemi, autora
principal del estudio
del Instituto Karolinska. Eso "hace que la edición sea
mucho más difícil".
El otro aspecto de la reparación por parte del gen p53 de los cortes
realizados con CRISPR, o la muerte de las células editadas, es que
las células que sobreviven lo hacen porque tienen un p53
disfuncional y por lo tanto carecen de estos mecanismos para reparar
el genoma o matar la célula.
La razón por la cual esto podría ser un problema es que la
disfunción del p53 puede causar cáncer. Y no sólo de vez en
cuando. Las mutaciones P53 son responsables de casi la mitad de los
cánceres de ovario; el 43% de los cánceres colorrectales; el 38% de
los cánceres de pulmón; casi un tercio de los cánceres de
páncreas, estómago e hígado; y un cuarto de los cánceres de mama,
entre otros.
El equipo de Novartis estaba tratando de ver cómo podría aumentar
la eficiencia de la edición mediante CRISPR de células madre pluripotentes.
Debido a que este tipo de célula madre puede transformarse en
virtualmente cualquier tipo de célula, podría ser capaz de ser
utilizada para tratar una variedad de enfermedades. El
neurocientífico Ajamete Kaykas de los Institutos de Investigación
Biomédica de la la empresa de Cambridge, Massachusetts, logró una
eficiencia de CRISPR en la inserción o eliminación de trozos de ADN
hasta en un 80%. Desafortunadamente, cuando CRISPR funcionó, fue
porque p53 no lo hizo, lo que suscita preocupaciones sobre el
cáncer.
Como resultado, el
estudio de Novartis concluye que "será crítico asegurar
que [las células a las que se ha editado su genoma] tengan un p53
funcional antes y después de la ingeniería [del genoma]".
El equipo de Karolinska advierte que el p53 y los genes relacionados
"deben ser controlados cuando se desarrollan terapias basadas
en células utilizando CRISPR-Cas9".
El hallazgo del p53 no significa que CRISPR sea una técnica para
desechar. Por un lado, "los dos documentos presentan
resultados preliminares", dijo a STAT el bioquímico
Bernhard Schmierer del Instituto Karolinska, co-líder de su estudio.
"No está claro si los hallazgos se pueden aplicar a los
estudios clínicos que se realizan actualmente".
Por otro lado, el problema del p53 podría ser peor con Cas9 que con
otras enzimas que cortan el ADN y utilizadas en CRISPR. Y, lo que es
más importante, probablemente sólo afecte a una vía de edición
del genoma.
CRISPR edita genomas de dos maneras. Corta un pedazo de ADN causante
de la enfermedad, en un proceso llamado unión final no homóloga
(NHEJ, por sus siglas en inglés), o alteración genética. Así es
como CRISPR Therapeutics está trabajando en la enfermedad de
células falciformes. Alternativamente, CRISPR corta una extensión
de ADN que causa enfermedad y la reemplaza con nucleótidos sanos, en
reparación directa por homología (HDR, por sus siglas en inglés),
o corrección genética. Varios laboratorios universitarios están
investigando HDR para tratar la distrofia muscular de Duchenne, entre
muchas otras enfermedades.
En las células maduras normales que ella y su equipo estudiaron,
dijo Haapaniemi, la alteración genética "puede ocurrir
incluso cuando se activa el gen p53".
Esa es una buena noticia para los programas de células falciformes y
talasemia de CRISPR Therapeutics, así como para el producto
principal de Editas Medicine, que apunta a una forma de ceguera, y
otras terapias en proyecto, todas las cuales utilizan la disrupción
del gen NHEJ. Tampoco debe afectar al enfoque de disrupción genética
que Intellia Therapeutics y Regeneron están aplicando para
tratar la amiloidosis transtiretina.
La edición de células T para tratar el cáncer basada en CRISPR,
tal como los científicos de la Universidad de Pennsylvania están
estudiando en un ensayo clínico, tampoco debería tener un problema
con p53. Tampoco afectaría a aquellas técnicas de edición de
bases que no supongan la rotura de doble cadena y la reacción
posterior de p53. Desarrollado por David Liu de Harvard, la edición
de bases reemplaza una "letra" incorrecta de ADN por la
correcta, sin cortar, y es la base para la puesta en marcha de Beam
Therapeutics.
Sin embargo, el problema de p53 podría afectar a otros productos que
las empresas esperan desarrollar a través de la corrección
genética, incluyendo la enfermedad por almacenamiento de glucógeno,
la fibrosis quística y la inmunodeficiencia combinada severa.
También es un problema potencial para las células madre. El equipo
de Novartis demostró que la inactivación de p53 parece ser
necesaria tanto para la interrupción del NHEJ como para la
corrección del HDR. (Kaykas de Novartis dice que no puede hablar con
un periodista sin la autorización de la oficina de comunicaciones de
la empresa). Eso podría ser un problema para las terapias CRISPR en
las células madre : El mismo p53 disfuncional que permite a CRISPR
hacer su magia también hace que las células se vuelvan cancerosas.
Lo que plantea una pregunta obvia - si el empleo de las técnicas
CRISPR pueden provocan la aparición de cánceres ¿por qué esto no
se ha visto antes, y por qué los ratones en los que se utilizó
CRISPR no han desarrollado tumores?
Haapaniemi, de Karolinska, dijo que el efecto aparece en experimentos
a gran escala como el suyo y el de Novartis "pero se puede
pasar por alto en estudios a pequeña escala en los que la gente sólo
se centra en editar un gen en un tipo de célula". Al hablar
con otros científicos, dijo, "parece que otros equipos han
notado el efecto del p53 en la edición", pero no lo han
destacado.
Jacob Corn, de la Universidad de California en Berkeley, dijo que
aunque su laboratorio ha visto evidencias de activación del p53 en
unos pocos casos, ellos han "buscado los efectos del
desarrollo después de editar en [las células madre
hematopoyéticas] y no han encontrado nada". No hay "razón
para dudar de los resultados de las células madre pluripotentes"
en la nueva investigación, agregó.
En cuanto a por qué nadie ha informado de que los ratones CRISPR
hayan contraído cáncer, Haapaniemi dijo: "Esta es una buena
pregunta". Una de las razones podría ser que los
"ratones de laboratorio mueren prematuramente", dejando
quizás muy poco tiempo para que desarrollen cáncer.
Pero Corn dijo que él y otros "han estado buscando la
posibilidad de cáncer. Hasta ahora, nadie ha visto evidencias de
ello en base a la respuesta de p53 a la edición del genoma."
Sin embargo, calificó a los dos artículos de "importantes,
ya que recuerdan que la edición del genoma no es mágica".
Corrección: Jacob Corn dijo que su laboratorio no
ha observado efectos del p53 en las células madre hematopoyéticas.
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