Desarrollan un interruptor para activar y desactivar genes

En un nuevo estudio, publicado en la revista Nature Biotechnology, investigadores del Baylor College of Medicine (de Estados Unidos) informan sobre el empleo de una tecnología para regular eficazmente la expresión génica, una solución que podría ser prometedora en las aplicaciones clínicas de la terapia génica. 

Los autores informaron que, al igual que un médico ajusta la dosis de un medicamento a las necesidades del paciente, la expresión de los genes terapéuticos, -aquellos modificados en una persona para tratar o curar una enfermedad mediante terapia génica- también debe mantenerse dentro de una ventana terapéutica

Mantenerse dentro de la ventana terapéutica es importante, ya que una cantidad excesiva de la proteína podría ser tóxica, y una cantidad insuficiente podría dar lugar a un efecto terapéutico escaso o nulo. Aunque el principio de la ventana terapéutica se conoce desde hace tiempo, no ha habido ninguna estrategia para aplicarlo con seguridad, lo que limita las aplicaciones potenciales de la terapia génica en la clínica.

"Aunque existen varios sistemas de regulación génica utilizados en células de mamíferos, ninguno ha sido aprobado por la Agencia Americana del Medicamento (FDA, por sus siglas en inglés) para aplicaciones clínicas, principalmente porque esos sistemas utilizan una proteína reguladora ajena al cuerpo humano, lo que desencadena una respuesta inmunitaria contra ella", explicó el autor del estudio y profesor asociado de Patología e Inmunología y de Biología Molecular y Celular en Baylor, Laising Yen.

Interruptor para activar/desactivar los genes a voluntad

Yen y sus colegas desarrollaron un sistema que activa genes a distintos niveles mediante pequeñas moléculas en dosis aprobadas por la FDA. El interruptor se coloca en el ARN, la copia del material genético que se traduce en proteína. Este método permite a los investigadores controlar la producción de la proteína mediante el control de su ARN.

El ARN de interés se diseña primero para que contenga una señal polyA adicional, similar a una señal de stop que los genes utilizan de forma natural para marcar el final de un gen. Cuando la maquinaria de la célula detecta una señal de polyA en el ARN, realiza automáticamente un corte y define el punto de corte como el final del ARN. 

"En nuestro sistema, utilizamos la señal polyA añadida, pero no al final, sino al principio del ARN, por lo que el corte destruye el ARN y, por tanto, por defecto no hay producción de proteínas. Está apagado hasta que lo encendemos con la molécula pequeña", detalló Yen.

Para activar el gen al nivel deseado, el equipo diseñó un interruptor en el ARN. Modificaron una sección del ARN cerca de la señal polyA para que pudiera unirse a una molécula pequeña, en este caso la tetraciclina aprobada por la FDA. 

"Cuando la tetraciclina se une a esa sección que funciona como sensor en el ARN, desactiva la señal polyA y el ARN se traduce en proteína", explica Yen. 

Para el autor de la investigación, esta estrategia "permite ser más precisos en el control de la expresión génica de una proteína terapéutica. Nos permite ajustar su producción según las fases de la enfermedad o sintonizar con las necesidades específicas de los pacientes, todo ello utilizando la dosis de tetraciclina aprobada por la FDA". 

"Nuestro planteamiento no es específico de una enfermedad, teóricamente puede utilizarse para regular la expresión de cualquier proteína, y potencialmente tiene muchas aplicaciones terapéuticas. Además, este sistema es más compacto y fácil de aplicar que las tecnologías existentes. Por lo tanto, también puede ser muy útil en el laboratorio para activar o desactivar un gen de interés para estudiar su función", concluyó Yen.

Lee: La FDA aprueba el primer tratamiento de tecnología de edición genética de EU

Edición: Estefanía Cardeña