Un trabajo liderado por Juan Carlos Izpisúa-Belmonte, profesor del Laboratorio de Expresión Génica en el Salk Institute en La Jolla (California), ha utilizado 'tijeras' moleculares para eliminar las mutaciones mitocondriales en óvulos de ratón. Las crías a las que se aplicó esta técnica se desarrollaron de forma normal en la edad adulta. El nuevo método podría emplearse para evitar que los bebés hereden enfermedades que se transmiten de madre a hijo. El estudio se ha llevado a cabo con la colaboración de varios hospitales e instituciones de investigación de Cataluña.
Investigadores del Hospital Clínic, el Instituto de Investigaciones Biomédicas August Pi i Sunyer (IDIBAPS), el Hospital Sant Joan de Déu y el Instituto de Bioingeniería de Cataluña han participado en un estudio en el que han utilizado 'tijeras' moleculares para eliminar las mutaciones mitocondriales en óvulos de ratón. El estudio, publicado hoy la revista Cell, está liderado por el doctor Juan Carlos Izpisúa-Belmonte, profesor del Laboratorio de Expresión Génica en el Salk Institute en La Jolla (California).
Para miles de mujeres en todo el mundo que son portadoras de una enfermedad mitocondrial, tener un hijo sano puede ser un juego de azar. Este conjunto de enfermedades afecta a las mitocondrias, pequeñas centrales eléctricas que generan energía en las células del cuerpo y se transmiten de forma exclusiva de la madre al hijo. La única opción hoy en día, para los padres que desean evitar que sus hijos hereden las enfermedades mitocondriales, es recurrir al diagnóstico genético preimplantacional para seleccionar los embriones, aunque eso no garantiza que el bebé nazca sano.
En el nuevo trabajo, los investigadores han desarrollado una técnica simple para eliminar las mutaciones mitocondriales en óvulos o embriones en una fase temprana del desarrollo, con el potencial de evitar que los bebés hereden las enfermedades mitocondriales.
Una amplia gama de enfermedades
"En la actualidad no existen tratamientos para las enfermedades mitocondriales", señala el autor principal, Juan Carlos Izpisúa Belmonte. "Nuestra tecnología puede ofrecer una nueva esperanza para los portadores de enfermedades mitocondriales que deseen tener hijos sin la enfermedad."
Las células vivas pueden tener cientos –o incluso miles– de mitocondrias y cada una de ellas contiene su propio ADN, una pequeña colección de 37 genes que son esenciales para la función de este orgánulo. Las mutaciones en estos genes cruciales causan una amplia gama de enfermedades y pueden conducir a la fatalidad en el nacimiento, una esperanza de vida de sólo unos pocos años, o provocar síntomas durante décadas.
"La mayoría de estrategias actuales tratan de desarrollar fármacos para los pacientes que ya sufren de estas enfermedades", apunta Alejandro Ocampo, investigador asociado en el laboratorio de Izpisúa Belmonte y uno de los primeros autores del trabajo. "En lugar de ello, pensamos en prevenir la transmisión de estas mutaciones de forma temprana en el desarrollo embrionario”.
Nucleasas de diseño para cortar ADN
Los investigadores recurrieron a dos tipos de moléculas (nucleasas) que pueden diseñarse para cortar hebras específicas de ADN y funcionar como un tipo de 'tijeras' moleculares. El equipo del Salk Institute diseñó nucleasas para cortar sólo el ADN mitocondrial, en óvulos o embriones, que contenía mutaciones que causan enfermedades, dejando intactas a las mitocondrias sanas.
En este estudio, los científicos, utilizando ratones que contienen dos tipos de ADN mitocondrial, previnieron selectivamente la transmisión de uno de los tipos a la siguiente generación, usando nucleasas específicas tanto en los óvulos como en los embriones de ratón.
Las crías de ratón a las que se aplicó esta técnica se desarrollaron de forma normal en la edad adulta. Además, este método permitió a los investigadores reducir con éxito los niveles de ADN mitocondrial mutado responsable de dos enfermedades mitocondriales en humanos.
El equipo que ha participado en este estudio está ahora investigando la posibilidad de trasladar esta tecnología a la clínica en óvulos y embriones humanos.
Referencia bibliográfica:
Juan Carlos Izpisúa-Belmonte et al. “Selective elimination of mitochondrial mutations in the germline by genome editing” (23 de abril, 2015) DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2015.03.051
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