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Editar los genes con electricidad podría revolucionar los tratamientos para el cáncer y las enfermedades infecciosas

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Los científicos informan que han descubierto una forma de modificar los genes de las células inmunitarias del cuerpo mediante el uso de campos eléctricos. Los científicos informan que han descubierto una forma de modificar los genes de las células inmunitarias del cuerpo mediante el uso de campos eléctricos.

Por primera vez, los científicos han encontrado una manera de eliminar de manera eficiente y precisa los genes de los glóbulos blancos del sistema inmunológico y sustituir los reemplazos beneficiosos, todo en mucho menos tiempo del que normalmente se necesita para editar los genes.

Si la técnica se puede replicar en otros laboratorios, señalaron los expertos, podría abrir nuevas y profundas posibilidades para tratar una variedad de enfermedades, entre ellas el cáncer, infecciones como el VIH y afecciones autoinmunes como el lupus y la artritis reumatoidea.

El nuevo trabajo, publicado el miércoles en la revista Nature, "es un gran avance", dijo el Dr. John Wherry, director del Instituto de Inmunología de la Universidad de Pensilvania, que no participó en el estudio.

Pero debido a que la técnica es tan nueva, ningún paciente ha sido tratado con glóbulos blancos diseñados con ella.

"La prueba será cuando esta tecnología se utilice para desarrollar un nuevo producto terapéutico", advirtió la Dra. Marcela Maus, directora de inmunoterapia celular del Hospital General de Massachusetts.

Esa prueba puede que no esté muy lejos. Los investigadores ya han utilizado el método en el laboratorio para alterar las células inmunitarias anormales de niños con una afección genética poco común. Planean devolver las células alteradas a los niños en un esfuerzo por curarlos.

Actualmente, los científicos que intentan editar el genoma a menudo deben confiar en los virus modificados para abrir el ADN en una célula y entregar nuevos genes en la célula. El método lleva mucho tiempo y es difícil, lo que limita su uso.

A pesar de los inconvenientes, el método del virus ha tenido cierto éxito. Los pacientes con unos pocos cánceres sanguíneos raros pueden ser tratados con glóbulos blancos de ingeniería - las células T del sistema inmunológico - que van directamente a los tumores y los matan.

Este tipo de tratamiento con glóbulos blancos de ingeniería, llamado inmunoterapia, ha sido limitado debido a la dificultad de hacer que los virus transporten el material genético y el tiempo necesario para crearlos.

Pero los investigadores ahora dicen que han encontrado una manera de usar los campos eléctricos, no los virus, para entregar tanto herramientas de edición genética como nuevo material genético en la célula. Al acelerar el proceso, en teoría el tratamiento podría estar disponible para pacientes con casi cualquier tipo de cáncer.

"Lo que toma meses o incluso un año puede tomar ahora un par de semanas usando esta nueva tecnología", dijo Fred Ramsdell, vicepresidente de investigación del Instituto Parker de Inmunoterapia contra el Cáncer de San Francisco. "Si eres un paciente de cáncer, semanas o meses pueden hacer una gran diferencia." "Creo que va a ser un gran avance", agregó.

El Parker Institute ya está trabajando con los autores del nuevo trabajo, dirigido por el Dr. Alexander Marson, director científico de biomedicina del Innovative Genomics Institute, una asociación entre la Universidad de California en San Francisco y la Universidad de California en Berkeley, para fabricar células de ingeniería para tratar una variedad de cánceres.

En el nuevo estudio, el Dr. Marson y sus colegas diseñaron células T para reconocer las células humanas de melanoma. En los ratones portadores de células cancerosas humanas, las células T modificadas fueron directamente al cáncer, atacándolo.

Los investigadores también corrigieron - en el laboratorio - las células T de tres niños con una mutación rara que causó enfermedades autoinmunes. El plan ahora es devolver estas células corregidas a los niños, donde deben funcionar normalmente y suprimir las células inmunitarias defectuosas, curando a los niños.

La técnica también podría ser muy prometedora para tratar el VIH, dijo el Dr. Wherry.

El virus H.I.V. infecta las células T. Si pueden ser diseñados para que el virus no pueda entrar en las células T, una persona infectada con H.I.V. no debe progresar a SIDA. Las células T ya infectadas morirían, y las células diseñadas las reemplazarían.

Investigaciones anteriores han demostrado que podría ser posible tratar el H.I.V. de esta manera. "Pero ahora hay una estrategia realmente eficiente para hacer esto", dijo el Dr. Wherry.

La idea de diseñar células T sin usar un virus no es nueva, pero las células inmunitarias son frágiles y difíciles de mantener vivas en el laboratorio, y siempre ha sido difícil introducir genes en ellas.

Los científicos usualmente introducen genes de reemplazo en las células T con un tipo de virus que fue desarmado para que no cause enfermedad y que pueda insertar nuevos genes en las células. Pero cuando estos virus insertan los genes en el ADN de una célula, lo hacen al azar, a veces destruyendo otros genes.

"Necesitábamos algo dirigido, rápido y eficiente", dijo el Dr. Marson. "¿Y si pudiéramos pegar un pedazo de ADN y evitar los virus por completo?" La idea sería deslizar un tipo de tijeras moleculares, conocidas como Crispr, en células que abrirían el ADN dondequiera que los científicos quisieran que fuera un nuevo gen. Eso evitaría el problema de usar un virus que inserta genes casi al azar.

Y junto con las tijeras, agregaban un pedazo de ADN que contenía el nuevo gen que se agregaría a las células.

Una forma de hacerlo sería usar un campo eléctrico para hacer que las células sean permeables. Se requirió un esfuerzo hercúleo por parte de un estudiante graduado, Theo Roth, para finalmente descubrir la mezcla molecular correcta de genes, herramientas de edición genética y campos eléctricos para modificar las células T sin un virus.

"Probaba miles de condiciones", dijo el Dr. Marson.

Los científicos ya están hablando con la Administración de Drogas y Alimentos (FDA) sobre el uso del nuevo método para atacar con precisión los tumores sólidos, así como los cánceres de sangre.

"Nuestra intención es tratar de aplicar esto lo más rápido posible", dijo el Dr. Ramsdell.

Gina Kolata escribe sobre ciencia y medicina. Ha sido finalista del Premio Pulitzer en dos ocasiones y es autora de seis libros, entre ellos “Mercies in Disguise: A Story of Hope, a Family's Genetic Destiny, and The Science That Saved Them.” (Misericordia disfrazada: Una historia de esperanza, el destino genético de una familia y la ciencia que los salvó".)

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