Científicos prueban la edición genética para eliminar la copia extra del cromosoma 21, causante del síndrome de Down

Utilizando herramientas de edición genética, un equipo de investigadores japoneses logró eliminar la copia extra del cromosoma 21 en células humanas de cultivo en laboratorio. La técnica, sin embargo, está lejos de ser probada en animales y, mucho más, en personas con el síndrome.

Uno de cada 1.000 a 1.100 recién nacidos tiene la anomalía cromosómica que produce el síndrome de Down.
Uno de cada 1.000 a 1.100 recién nacidos tiene la anomalía cromosómica que produce el síndrome de Down.

El síndrome de Down es un trastorno genético originado por una división celular anormal que produce una copia adicional total o parcial del cromosoma 21. Con ello, en vez de tener dos copias del cromosoma – una aportada por el material genético de la madre y otro del padre – el ADN pasa a tener tres.

Según la Organización de Naciones Unidas (ONU), 1 de cada 1.000 a 1.100 recién nacidos tiene la anomalía cromosómica. Esto los hace vulnerables a tener problemas médicos, como trastornos digestivos y cardíacos, además de diversos grados de deterioro cognitivo y retrasos en el desarrollo de por vida.

Aunque los avances sociales y médicos han conseguido mejorar la calidad de vida de las personas con el síndrome – en la actualidad cerca del 80% de los adultos que lo padecen superan los 50 años –, se sigue estudiando la posibilidad de intervenir las células a nivel genético cuando se produce la anomalía cromosómica.

Ahora, un grupo de investigadores japoneses, liderado por Ryotaro Hashizume, del Departamento de Patología y Biología Matriz de la Facultad de Medicina de la Universidad de Mie, desarrolló una técnica de edición genética que permite identificar y eliminar el cromosoma adicional. Con ella, lograron eliminar el cromosoma 21 adicional en laboratorio, y aseguran que esto demuestra la viabilidad y eficacia de esta estrategia como intervención terapéutica para el síndrome de Down.

Cómo funciona la técnica

En su estudio, publicado en la revista PNAS Nexus, explican que el experimento se realizó en células madre pluripotentes inducidas (células adultas reprogramadas para recuperar propiedades de las células madre embrionarias) y fibroblastos (células de tejido conectivo) cultivados en laboratorio.

El síndrome de Down es un trastorno genético originado por una división celular anormal que produce una copia adicional total o parcial del cromosoma 21.
El síndrome de Down es un trastorno genético originado por una división celular anormal que produce una copia adicional total o parcial del cromosoma 21.

Los investigadores identificaron las secuencias específicas de uno de los dos cromosomas 21 duplicados y dirigieron, contra ellas, una serie de herramientas CRISPR-Cas9, especie de tijeras moleculares que permiten editar el ADN.

La técnica de edición genética – por la que sus creadoras recibieron el premio Nobel de Química 2020 – utiliza una molécula de ARN especialmente diseñada para guiar una enzima hacia una secuencia determinada del genoma.

Una vez allí, corta las hebras de ADN en el punto elegido. Con esto, los investigadores japoneses lograron corregir la anomalía cromosómica en las células, eliminando la copia adicional del cromosoma 21.

Por ahora, solo en laboratorio

“Esta sorprendente técnica, demostrada por el momento in vitro –en células humanas en cultivo–, no está exenta de problemas ni está lista todavía para su uso in vivo, en animales y, mucho menos, en personas con síndrome de Down. La elección de las secuencias diana a cortar debe hacerse cuidadosamente, para evitar que puedan cortarse secuencias de ADN de las otras copias del cromosoma 21 (una del padre y otra de la madre, que deben permanecer intactas), propiciando alteraciones cromosómicas y hasta la desaparición de esas copias también, algo en absoluto deseable”, explicó el investigador Lluís Montoliu, del Centro Nacional de Biotecnología del Consejo Superior de Investigaciones Científicas de España (CNB - CSIC), en The Conversation.

Cada 21 de marzo se conmemora el Día Mundial del Síndrome de Down, con el objetivo de generar conciencia sobre el trastorno y destacar las contribuciones de personas con el síndrome.
Cada 21 de marzo se conmemora el Día Mundial del Síndrome de Down, con el objetivo de generar conciencia sobre el trastorno y destacar las contribuciones de personas con el síndrome.

Los investigadores reconocen que la metodología aún no está lista para aplicarse en organismos vivos, ya que la técnica podría afectar a los cromosomas que se conservan.

“Las investigaciones futuras deberían centrarse en seguir mejorando la tasa de eliminación de cromosomas y en desarrollar métodos que no dependan de las DSB (roturas de doble cadena). El desarrollo de sistemas de administración in vivo también justifica una mayor exploración. En última instancia, los conocimientos adquiridos a partir de este estudio contribuyen a los esfuerzos en curso para abordar la causa genética fundamental del síndrome de Down y allanan el camino para intervenciones médicas más sofisticadas en el futuro”, concluyen en su estudio.

Referencias de la noticia

-Paper en PNAS Nexus. Trisomic rescue via allele-specific multiple chromosome cleavage using CRISPR-Cas9 in trisomy 21 cells.

-The Conversation. Descubierto un posible tratamiento para curar el síndrome de Down mediante edición genética.

-ONU. Día del Síndrome de Down.

-Wired. Científicos exploran la edición genética CRISPR como posible cura para el síndrome de Down.