N. 28 – Nuevas prevenciones para la edición del genoma mediante CRISPR

Si bien CRISPR-Cas9 ha revolucionado nuestra capacidad para diseñar genomas y desplegar pantallas genómicas en células humanas, dos estudios publicados en Nature Medicine concluyen que CRISPR-Cas9 induce una respuesta celular que conduce a que las células que se modifican con mayor eficacia sean aquellas que presentan un mayor riesgo de desarrollar cáncer.

La edición del genoma mediante CRISPR está basada en la creación de puntos de rotura en sitios específicos del genoma que la célula restaura con sus propios procesos de reparación del ADN. Ello permite generar directamente mutaciones puntuales o introducir cambios concretos proporcionando un fragmento de ADN que actúe como molde para la célula. Una vez modificado el genoma, los cambios son fijados permanentemente en las células hijas.

La proteína p53, conocida también como Guardián del Genoma, es una de las encargadas de vigilar y mantener la integridad del genoma. Actúa como supresora de tumores, detecta daños en el ADN y determina si éstos pueden ser reparados o si la célula dañada debe ser eliminada. Cuando los daños en el ADN pueden ser reparados, p53 activa los mecanismos de reparación de la célula; cuando los daños son irreparables, la proteína previene la división de la célula e inicia la cascada de señales que llevará a su muerte programada. De este modo, la acción de p53 puede prevenir la formación de tumores al evitar que las células defectuosas se dividan.

Los dos artículos reseñados describen la conexión del sistema CRISPR-Cas, que propicia la creación de cortes en el ADN, con la acción vigilante y reparadora de p53 y revelan cómo la relación entre ambos podría conducir a un aumento en el riesgo de las células a desarrollar un tumor.

En el primero de los trabajos un equipo de la Universidad de Helsinki describe cómo la utilización de CRISPR-Cas9 induce una respuesta celular mediada por p53 que hace frente a los daños en el ADN y es acompañada por una detención del ciclo celular. Los investigadores también observaron que al tratar las células con CRISPR se producía una selección a favor de aquellas que no disponían de una ruta de señalización p53 funcional y que por tanto podían continuar su ciclo celular, con mayor riesgo de formación de tumores.

Tales resultados llevan a los investigadores a plantear que la eficacia de la edición del genoma mediante CRISPR mejoraría al inhibir la señalización de p53 durante un periodo controlado. De este modo, no se bloquearía el ciclo celular y la edición del genoma podría progresar. Sin embargo, la inhibición de p53 supone desactivar los sistemas de vigilancia en el control de daños del ADN, con el consiguiente riesgo de que se produzcan mutaciones y, en última instancia, un cáncer. Por esta razón, los investigadores recomiendan monitorizar los cultivos celulares destinados a ser modificados mediante CRISPR, con el objetivo de no tratar a los pacientes con células que no dispongan de p53 activa.

En el segundo trabajo, investigadores del Instituto de Investigación de Novartis obtienen conclusiones similares, en este caso con células madre pluripotentes. Si bien este tipo de células tiene un gran potencial para las terapias celulares, es especialmente resistente a la edición de su genoma. El equipo observó que aunque el rendimiento de CRISPR-Cas9 para generar puntos de rotura en el ADN era elevado en estas células, los puntos de rotura resultaban tóxicos y llevaban a la muerte de la mayor parte de las células. Esta toxicidad estaba mediada por rutas moleculares dependientes de la proteína p53 e impedía que la edición del genoma pudiera completarse.

Nuevamente, se sugiere inhibir temporalmente y de forma controlada la acción de p53 como opción para reducir la toxicidad de CRISPR-Cas9 y mejorar la eficacia de la edición del genoma. Además, para prevenir la amplificación de las células portadoras de mutaciones en p53, el equipo recomienda estimar de forma precisa la tasa espontánea de mutación de p53, así como las consecuencias de la inhibición transitoria de p53.

Los dos trabajos plantean una consecuencia no deseada de la edición del genoma con CRISPR: la posible selección de células cuyo “guardián del genoma” p53 no funciona correctamente. Tales conclusiones, que han sido aceptadas como plausibles por la comunidad científica, no indican que CRISPR cause directamente cáncer, y hasta el momento no se ha detectado tumores en ratones tratados con CRISPR. Además, serán necesarios más estudios para determinar cómo actúa p53 en respuesta a CRISPR en los diferentes tipos celulares y si su acción puede ser modulada para aumentar la eficacia sin comprometer la seguridad de los tratamientos.

Dado que ya han sido aprobados o están en marcha los primeros ensayos clínicos basados en CRISPR, ambos trabajos reclaman, ante todo, precaución, así como la necesidad de comprobar si los resultados obtenidos pueden ser trasladados a los tipos células que se están utilizando o se planea utilizar en los ensayos con pacientes.