El sistema de edición de genes CRISPR-Cas9 es una de las herramientas más destacadas en la manipulación de genes. Pero los cambios que realiza son permanentes, lo que puede ser un gran problema si el sistema funciona mal. Ahora, un sistema basado en CRISPR que se dirige al ARN mensajero de corta vida de una célula en lugar del ADN podría proporcionar una forma más precisa y reversible de diseñar terapias celulares, e incluso ayudar a los científicos a descubrir cómo funcionan juntos los diferentes genes.
Los sistemas CRISPR diseñados generalmente tienen dos componentes principales: una enzima que corta el ADN, a menudo Cas9, y un fragmento de ARN “guía” que dirige la enzima al tramo de ADN que se va a editar. Una de las aplicaciones médicas más prometedoras del sistema ha sido su uso potencial en la producción de células T receptoras de antígenos quiméricos (CAR). Estos se fabrican mediante la ingeniería de los soldados inmunes llamados células T para atacar proteínas específicas en las superficies de las células tumorales. Pero los sistemas CRISPR de edición de ADN pueden plantear problemas de seguridad y son relativamente ineficientes en estas células.
El bioingeniero Stanley Qi y la inmunóloga Crystal Mackall, de la Universidad de Stanford en California, desarrollaron un sistema alternativo, llamado MEGA (multiplexed effector guide arrays). Tiene ARN guía CRISPR, pero cambia el Cas9 de corte de ADN por una alternativa de corte de ARN llamada Cas13d. La mitad CRISPR del dúo dirige Cas13d a un ARNm objetivo, que se produce a partir de una plantilla de ADN. No tocan el ADN y esto evita el riesgo de inducir cambios permanentes o, peor aún, cortar el ADN en lugares distintos al objetivo designado. El ARNm no dura mucho tiempo en una célula, por lo que cualquier error desaparecerá rápidamente. Las células activas, como las células T, producen una variedad de moléculas de ARNm que cambian constantemente, cada una de las cuales dirige la producción de una proteína específica. Cas13d corta el ARNm objetivo, destruyéndolo e impidiendo que produzca su proteína específica. Esto tiene el mismo efecto que desactivar el gen asociado. MEGA permitió a los investigadores crear sistemas CRISPR-Cas13d “multiplexados” que pueden detener la producción de múltiples proteínas, desactivando efectivamente hasta diez genes a la vez. El equipo utilizó el sistema para abordar una deficiencia de la terapia CAR-T llamada agotamiento de las células T. Si las células CAR-T se activan demasiadas veces por una infección crónica o un tumor a largo plazo, se vuelven menos efectivas. Para dar una sacudida a las células T cansadas, los investigadores diseñaron sistemas CRISPR que se dirigen a moléculas de ARNm involucradas en funciones que incluyen la producción de energía y el metabolismo del azúcar. Las células T tratadas con algunas combinaciones de MEGA dejaron de expresar señales moleculares de agotamiento y mejoraron en la reducción de tumores experimentales.
Sara Reardon. MEGA-CRISPR tool gives a power boost to cancer-fighting cells. Nature. 21 Feb., 2024. doi: https://doi.org/10.1038/d41586-024-00511-z