El hallazgo, desarrollado en el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), tendrá importantísimas aplicaciones tanto en el ámbito de la biotecnología como en el del tratamiento del cáncer, enfermedades genéticas y autoinmunes.
“En algunas enfermedades monogénicas se pueden extraer las células con el ADN dañado, repararlas en un cultivo y reimplantarlas en el paciente utilizando la tecnología actual para células madre”. Así describe Guillermo Montoya, jefe del Grupo de Cristalografía de Macromoléculas del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), la utilidad del bisturí molecular que ha merecido la publicación de este trabajo en el último número de la revista Nature.
Se trata de llevar las células dañadas a un taller de reparaciones, cortar la secuencia de ADN alterada exactamente donde se desea, eliminar el segmento dañado, sustituirlo por uno normal y posteriormente reintroducir la célula en el organismo, pero sin el defecto que causa la enfermedad. Lo que ha logrado el Grupo de Cristalografía de Macromoléculas en estrecha colaboración con el Grupo de Resonancia Magnética Nuclear, la Unidad de Sistemas Biológicos del Centro de Regulació Genòmica (CRG) y la empresa Cellectis S.A. es diseñar la herramienta adecuada para realizar este proceso con la máxima especificidad: lo que en la jerga de los laboratorios se conoce como un bisturí molecular.
“La investigación”, explica Guillermo Montoya, “se ha realizado tanto en células de ratón como humanas con una enfermedad genética, autosómica y recesiva, llamada xeroderma pigmentosum (XP) y que se caracteriza por una hipersensibilidad en la exposición a la radiación ultravioleta, lo que lleva a la aparición de manchas epiteliales y una alta predisposición al cáncer de piel en las zonas expuestas al sol y, en algunos casos, a sufrir serios trastornos neurológicos”. Los investigadores han diseñado un nuevo enzima, una meganucleasa, que permite reconocer directamente la zona del ADN en la que se encuentra la alteración cromosómica que causa esta enfermedad, cortar la secuencia dañada y así promover su sustitución por la secuencia original sin la mutación.
Este trabajo es fruto de una intensa colaboración de los Grupos de Cristalografía de Macromoléculas y Resonancia Magnética Nuclear del CNIO dirigidos por Guillermo Montoya y Francisco Blanco (actualmente en el CIC-Biogune) con la Unidad de Sistemas Biológicos del Centro de Regulació Genòmica (CRG) dirigido por Luis Serrano y la empresa francesa Cellectis S.A..
Una aportación trascendente
El hecho de que la revista Nature haya publicado en su último número el trabajo sobre este bisturí molecular señala la trascendencia de este hallazgo. Por un lado, el desarrollo de esta meganucleasa (“Homing endonuclease” en su denominación en inglés) y la resolución de su estructura cristalográfica aporta una importante herramienta de trabajo a la investigación biológica, ya que, a diferencia de otros bisturís moleculares, éste tiene una característica fundamental: su especificidad, lo que permite cortar la secuencia de ADN exactamente donde se desea y dejarla en manos de maquinaria de reparación. Esta tecnología puede permitir corregir errores en la secuencia del ADN; “Es como hacer un corta-pega en cualquier programa informático de tratamiento de textos, para realizar las correcciones ortográficas y/o gramaticales necesarias”, explica Guillermo Montoya.
Por otra parte, abre una vía terapéutica basada en el uso de estos enzimas modificados y la reparación de los genes dañados y no en el desarrollo de nuevos fármacos. La empresa Cellectis S.A., que ha colaborado en la investigación, está ya realizando los correspondientes estudios en líneas celulares obtenidas de pacientes, por lo que cabe esperar que en los próximos años se inicien distintos ensayos de investigación clínica.
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