Los estudios del microbioma ayudan a explorar tratamientos para trastornos genéticos

Una colaboración ha llevado a la identificación, en una bacteria del intestino, de nuevas moléculas CRISPR-Cas9 que podrían tener potencial clínico para tratar enfermedades genéticas como la retinosis pigmentaria, mediante inyecciones subretinianas. Anna Cereseto y Nicola Segata del Departamento de Biología Celular, Computacional e Integrativa de la Universidad de Trento han unido fuerzas y combinado sus conocimientos para desarrollar nuevas terapias para el tratamiento de enfermedades genéticas.

Un estudio, con Anna Cereseto y Nicola Segata como autores correspondientes y principales, ha sido publicado en Comunicaciones de la naturaleza.

Investigadores de todo el mundo están investigando terapias genómicas para encontrar nuevos tratamientos para los trastornos genéticos. La edición del genoma mediante el sistema CRISPR-Cas9 se basa en el uso de la proteína Cas9, que funciona como unas tijeras moleculares que pueden programarse para realizar modificaciones específicas en el genoma para cortar o reemplazar secuencias dañinas de ADN, corrigiendo las mutaciones que causan enfermedades.

Esta biotecnología fue descubierta en 2012 en Estados Unidos y ya ha dado lugar a una terapia aprobada: un fármaco para la anemia de células falciformes.

Ahora, el estudio realizado por la Universidad de Trento lleva la investigación genómica un paso adelante.

“En comparación con otros enfoques CRISPR-Cas9, el que hemos identificado es preciso, eficaz y más compacto. Esta nueva molécula CRISPR-Cas9, como lo demuestran nuestros experimentos en la retina, se entregará más fácilmente a los órganos que deben ser tratados en terapias para enfermedades genéticas”, afirma Anna Cereseto, que participa en estudios sobre el editor genómico desde 2018 con el desarrollo de evoCas9.

Es necesario ampliar la gama de herramientas CRISPR-Cas para acelerar el desarrollo de terapias para enfermedades genéticas. Esto se puede lograr modificando enzimas naturales, como fue el caso de evoCas9, pero descubrir enzimas ya evolucionadas que puedan funcionar ofrece grandes ventajas.

La colaboración con el laboratorio de Metagenómica Computacional de Nicola Segata ha permitido al laboratorio de Virología Molecular de Anna Cereseto arrojar luz sobre una vasta reserva natural de sistemas CRISPR-Cas9 de la que extraer nuevas herramientas valiosas para la edición del genoma humano.

“Al examinar una base de datos del genoma del microbioma que hemos creado durante varios años, descubrimos una gran cantidad de Cas9 con propiedades interesantes para la edición del genoma”, dicen Anna Cereseto y Nicola Segata.

“Hemos descubierto una gran variedad de CRISPR-Cas9 en las bacterias que habitan el intestino. En concreto, hemos identificado la nucleasa CoCas9, un grupo de enzimas muy activo y de pequeño tamaño molecular, unos mil aminoácidos, en Collinsella, un género bacteriano que a menudo se encuentra en los intestinos humanos”.

“La secuenciación de todo el microbioma mediante un enfoque metagenómico, seguida de la reconstrucción en laboratorio de los genomas ensamblados, ha llevado a la identificación de una enorme variedad de especies. El descubrimiento de una colección de nuevas nucleasas Cas9, incluida CoCas9, hace que el genoma conjunto de herramientas de edición aún mayor”, señalan.

Concluyen: “La dificultad de administración aún obstaculiza el desarrollo de terapias para enfermedades genéticas. Sin embargo, CoCas9, gracias a su pequeño tamaño, muestra potencial para aplicaciones de terapia génica y, por lo tanto, es un candidato potencial para la optimización mediante enfoques de ingeniería, lo que merece más investigación. Ya estamos trabajando en proyectos de desarrollo clínico”.