Manipular el genoma para corregir las mutaciones causantes de una enfermedad es un tratamiento muy prometedor para este tipo de defectos genéticos. La corrección precisa de un defecto en un solo gen es lo que se denomina edición del genoma. A pesar de que la terapia génica es una técnica muy compleja, un grupo del Hospital Infantil de Filadelfia ha conseguido reparar el gen de la hemofilia en ratones de laboratorio. Es la primera vez que se ha logrado hacer esta edición del genoma en un animal vivo y se han conseguido resultados clínicamente significativos.

La hemofilia es una enfermedad que consiste en la dificultad de la sangre para coagularse adecuadamente. Está producida por la mutación de un solo gen, lo que impide al organismo producir una proteína imprescindible para la coagulación de la sangre. Es una enfermedad genética recesiva, es decir, es necesario que las dos copias que poseemos de cada gen estén mutadas. Como está relacionada con el cromosoma X, esta enfermedad es más frecuente en hombres, ya que al tener solo un cromosoma X solo tienen una copia de los genes implicados en la hemofilia, con lo que solo es necesario que esté mutada esta copia única. Hay tres tipos de hemofilia, la hemofilia A, debida a la falta del  factor VIII de coagulación, la hemofilia B, cuando falta el factor IX de coagulación, y la hemofilia C, por un déficit del factor XI. Hay identificados trece factores de coagulación que actúan en cascada, es decir, uno activa al siguiente, por lo tanto, si hay carencia o déficit de algún factor, no se produce la coagulación o la sangre tarda más tiempo en formar el coágulo. Los hemofílicos graves, incluso por pequeñas heridas, pueden llegar a morir desangrados. El tratamiento para esta enfermedad es administrando proteínas de coagulación. Pero es una terapia costosa y a veces inefectiva porque el organismo genera anticuerpos contra ellas.

En este trabajo, que aparece publicado en la revista Nature, los investigadores utilizaron como modelo un ratón modificado que llevaba el gen humano del Factor IX mutado, para que padeciera hemofilia B. Antes del tratamiento, estos ratones no tenían niveles detectables del Factor IX de coagulación. En estudios anteriores ya se había utilizado una técnica similar de edición del genoma, pero en células madre en cultivo, que luego eran inyectadas en los ratones para tratar la enfermedad. Este método sirve para algunas enfermedades inmunes o sanguíneas, como la anemia de células falciformes, y está en ensayos para el VIH o la neuropatía diabética. Pero este método no es factible en muchas enfermedades humanas que afectan a todo el cuerpo. Por ello, los autores de este trabajo quisieron dar un paso más y comprobar si la edición del genoma era efectiva cuando se realizaba directamente en el animal vivo.

Utilizaron dos versiones de un vector vírico modificado genéticamente. Uno de los virus llevaba una proteína que se encargaría de cortar el DNA en el punto preciso. El otro virus llevaba el gen que reemplazaría al gen defectuoso. Todo esto se llevó a cabo en los ratones vivos.

Las proteínas que utilizaron para cortar el DNA se denominan nucleasas Zinc finger (ZFN). Son proteínas artificiales que se pueden manipular para que tengan como diana un sitio específico de la secuencia del genoma. Son como tijeras moleculares que cortan el DNA en lugares específicos  y después la maquinaria celular repara esta rotura. Al ser dirigido a un sitio específico del cromosoma, las proteínas ZFN tienen una gran ventaja sobre las terapias génicas convencionales. En la terapia génica convencional se introduce el gen de reparación de manera aleatoria, por lo que puede acabar en una localización incorrecta del genoma y no se regularía por los mismos mecanismos que el gen normal. Esta inserción incorrecta es lo que se llama mutagénesis de inserción, lo que iba a corregir un problema provoca otro. Se puede llegar por ejemplo a generar una leucemia.

Así, los investigadores para el primer vector vírico crearon artificialmente proteínas ZFN dirigidas contra el gen del Factor IX, cuya mutación es causante de la hemofilia B. El segundo virus contenía la copia correcta del gen del Factor IX. Como existen diferentes mutaciones en este gen que causan hemofilia, en el proceso se reemplazaron siete secuencias diferentes que cubrían el 95% de las mutaciones de la hemofilia B, corrigiendo todas las mutaciones a la vez. Inyectaron estos dos vectores en los ratones con hemofilia. Estos vectores estaban  diseñados para llegar hasta el hígado, que es donde se producen los factores de coagulación.

Los ratones tratados eran capaces de producir suficiente factor de coagulación como para llegar a niveles prácticamente normales de coagulación. Además, esta mejoría se mantuvo durante los ocho meses que duro e estudio. Sin efectos toxicos secundarios. Los ratones toleraban bien el tratamiento.

Según afirma la Dr. Katherine A. High, directora del estudio, estos resultados demuestran que la edición del genoma sirve para corregir un defecto genético con resultados clínicamente significativos. Aunque afirma que aun hay que hacer estudios para poder trasladar esta técnica a humanos. Aun es necesario determinar cómo hacer llegar la cantidad necesaria de DNA a las células correctas.

Fuente:

Nature, June 26 2011. In vivo genome editing restores haemostasis in a mouse model of haemophilia. Hojun Li, Virginia Haurigot, Yannick Doyon, Tianjian Li, Sunnie Y. Wong, Anand S. Bhagwat, Nirav Malani, Xavier M. Anguela, Rajiv Sharma, Lacramiora Ivanciu, Samuel L. Murphy, Jonathan D. Finn, Fayaz R. Khazi, Shangzhen Zhou, David E. Paschon, Edward J. Rebar, Frederic D. Bushman, Philip D. Gregory, Michael C. Holmes, Katherine A. High. DOI: 10.1038/nature10177