El editor de genes basado en CRISPR, C-to-G Base Editor (CGBE), abre vías de tratamiento para hasta el 40% de los trastornos genéticos causados por mutaciones de un solo nucleótido.
Un equipo de investigadores del Instituto del Genoma de Singapur (GIS) de la Agencia de Ciencia, Tecnología e Investigación (A*STAR) ha desarrollado un editor de genes basado en CRISPR, C-to-G Base Editor (CGBE), para corregir las mutaciones que causan trastornos genéticos.
Su investigación se publicó en Nature Communications el 2 de marzo de 2021.
Una de cada diecisiete personas en el mundo sufre algún tipo de trastorno genético.
Lo más probable es que usted o alguien que conoce -un pariente, amigo o colega- sea uno de los aproximadamente 450 millones de personas afectadas en todo el mundo. Las mutaciones responsables de estos trastornos pueden ser causadas por múltiples mutágenos, desde la luz solar hasta errores espontáneos en sus células.
La mutación más común, con diferencia, es la sustitución de una sola base, en la que una sola base del ADN (como la G) se sustituye por otra (como la C).
Innumerables pacientes de fibrosis quística de todo el mundo tienen C en lugar de G, lo que da lugar a proteínas defectuosas que causan la enfermedad genética.
En otro caso, la sustitución de la A por la T en la hemoglobina provoca anemia falciforme.
Para corregir estas sustituciones, el equipo inventó un editor de genes basado en CRISPR que cambia con precisión la C defectuosa dentro del genoma por la G deseada.
Esta invención del editor de bases C a G (CGBE) abre opciones de tratamiento para aproximadamente el 40 por ciento de las sustituciones de una sola base que están asociadas a enfermedades humanas como la mencionada fibrosis quística, enfermedades cardiovasculares, enfermedades musculoesqueléticas y trastornos neurológicos.
El editor CGBE avanza la tecnología CRISPR-Cas9, ampliamente adoptada, para permitir la cirugía molecular en el genoma humano.
La tecnología CRISPR-Cas9 se utiliza habitualmente para interrumpir genes objetivo, pero es ineficaz cuando se desea un cambio preciso en secuencias concretas.
El editor CGBE resuelve un aspecto clave de este reto al permitir cambios genéticos eficientes y precisos.
El CGBE consta de tres partes: 1) un CRISPR-Cas9 modificado localizará el gen mutante y centrará todo el editor en ese gen; 2) una deaminasa (una enzima que elimina el grupo amino de un compuesto) se dirigirá entonces a la C defectuosa, y la marcará para su sustitución, y 3) finalmente, una proteína iniciará los mecanismos celulares para sustituir esa C defectuosa por una G.
Esto permite una conversión directa de C a G, antes inalcanzable, que corrige la mutación y, en consecuencia, trata el trastorno genético.
El Dr. Chew Wei Leong, investigador principal del GIS, declaró: “El editor de genes CGBE es una invención innovadora que, por primera vez, convierte directamente la C en G en los genes, lo que abre potencialmente vías de tratamiento para una fracción sustancial de trastornos genéticos asociados a mutaciones de un solo nucleótido”.
“La seguridad de los pacientes es fundamental”, subrayó el Dr. Chew. “Estamos trabajando para garantizar que nuestras modalidades CGBE y CRISPR-Cas sean eficaces y seguras en modelos de enfermedades antes de poder seguir desarrollando dichas modalidades para la clínica”.
Por sus esfuerzos científicos en la terapia de edición de genes, fue uno de los tres jóvenes investigadores que obtuvieron el prestigioso premio Young Scientist Award (YSA) 2020.
El profesor Patrick Tan, director ejecutivo del GIS, declaró: “Los nuevos editores, como el CGBE, están ampliando el creciente conjunto de herramientas de edición precisa del genoma, que incluye editores de bases de citidina (CBE), editores de bases de adenina (ABE), CGBE y editores primarios.
Juntos, permiten la ingeniería precisa y eficiente del ADN para la investigación, la interrogación biológica y la corrección de enfermedades, marcando así el comienzo de una nueva era de la medicina genética.”
Referencia: “Programmable C:G to G:C genome editing with CRISPR-Cas9-directed base excision repair proteins” (Edición programable del genoma de C:G a G:C con proteínas de reparación de escisión de bases dirigidas por CRISPR-Cas9), por Liwei Chen, Jung Eun Park, Peter Paa, Priscilla D. Rajakumar, Hong-Ting Prekop, Yi Ting Chew, Swathi N. Manivannan y Wei Leong Chew, 2 de marzo de 2021, Nature Communications.DOI: 10.1038/s41467-021-21559-9
Acerca del Instituto del Genoma de Singapur (GIS) de A*STAR
El Instituto del Genoma de Singapur (GIS) es un instituto de la Agencia de Ciencia, Tecnología e Investigación (A*STAR).
Tiene una visión global que pretende utilizar las ciencias genómicas para lograr mejoras extraordinarias en la salud humana y la prosperidad pública.
Creado en 2000 como centro de descubrimientos genómicos, el GIS persigue la integración de la tecnología, la genética y la biología para lograr un impacto académico, económico y social, con la misión de “leer, revelar y escribir el ADN para un Singapur y un mundo mejores”.
Las principales áreas de investigación del GIS son la medicina de precisión y la genómica de poblaciones, la informática del genoma, los sistemas espaciales y unicelulares, la regulación epigenética y epitranscriptómica, la arquitectura y el diseño del genoma y las plataformas de secuenciación.
La infraestructura genómica del GIS también se utiliza para formar nuevos talentos científicos, para funcionar como puente para la investigación académica e industrial, y para explorar cuestiones científicas de gran impacto.
