Nuevas herramientas de edición genómica: Prime Editing y SeekRNA

Prime Editing y SeekRNA anuncian una nueva era en la edición genómica, superando potencialmente a la tecnología CRISPR-Cas9, ampliamente utilizada, en precisión y flexibilidad. Estas herramientas avanzadas ofrecen efectos fuera del objetivo reducidos y efectos secundarios mínimos en comparación con los métodos que dependen de roturas de doble cadena, lo que permite inserciones o eliminaciones de secuencias de ADN altamente específicas.

Prime Editing, desarrollada por el equipo de David Liu en el Broad Institute, emplea una enzima Cas9 modificada diseñada para cortar solo una hebra de ADN (una "nickasa"). Funciona en conjunto con un ARN guía de edición principal (pegRNA), que guía al editor al sitio diana y contiene una plantilla de ARN para la edición deseada. Una enzima transcriptasa inversa, fusionada a la nickasa, luego sintetiza la nueva hebra de ADN directamente desde la plantilla de ARN y la incorpora en el sitio cortado. Este mecanismo de "buscar y reemplazar" reduce significativamente el riesgo de mutaciones no deseadas a menudo asociadas con las roturas de doble cadena (DSB), ofreciendo una mayor precisión en la orientación de secuencias genéticas específicas en comparación con CRISPR-Cas9 convencional, que típicamente crea DSB reparadas por vías celulares potencialmente propensas a errores.

• Versatilidad: Prime Editing tiene el potencial teórico de corregir aproximadamente el 89% de las variantes genéticas humanas patógenas conocidas, basándose en su capacidad para realizar varios tipos de ediciones, como mutaciones puntuales y pequeñas inserciones/eliminaciones.
• Pruebas exitosas: La tecnología se ha demostrado con éxito en células humanas y de ratón, corrigiendo mutaciones responsables de enfermedades como la anemia falciforme y la enfermedad de Tay-Sachs en modelos celulares.

SeekRNA, desarrollada por investigadores, incluidos los de la Universidad de Sídney, utiliza una hebra de ARN programable para guiar un tipo diferente de máquina molecular para la inserción de secuencias genéticas. A menudo emplea una proteína compacta (como IscB, un ancestro de Cas9) fusionada a una transcriptasa inversa. Guiado por el ARN, este complejo identifica el sitio de ADN diana y sintetiza e integra directamente una nueva secuencia de ADN moldeada a partir de una molécula de ARN, a menudo utilizando un mecanismo similar a la transposasa. Este enfoque tiene como objetivo simplificar el proceso de edición y potencialmente reducir los errores en comparación con CRISPR, ya que puede funcionar como una unidad relativamente autónoma para la inserción de ADN dirigida sin inducir DSB.

• Entrega eficiente: Los sistemas SeekRNA pueden ser relativamente compactos (por ejemplo, utilizando la proteína IscB más pequeña en comparación con Cas9 y un ARN guía/plantilla), lo que podría facilitar su entrega a las células utilizando portadores biológicos a nanoescala como vesículas o nanopartículas lipídicas.
• Resultados prometedores: La tecnología ha mostrado una inserción de ADN dirigida exitosa en bacterias, con investigación en curso destinada a aplicarla en células eucariotas más complejas, incluidas las células humanas.

Si bien CRISPR-Cas9 revolucionó la ingeniería genética, tiene limitaciones, principalmente el riesgo de mutaciones fuera del objetivo e inserciones o eliminaciones no deseadas (indels) en el sitio diana resultantes de la reparación de roturas de doble cadena de ADN. Prime Editing y SeekRNA tienen como objetivo eludir estos problemas. Prime Editing minimiza el riesgo al cortar solo una hebra de ADN. SeekRNA utiliza un mecanismo distinto que implica la transcripción inversa e integración guiadas por ARN, evitando también la necesidad de DSB para inserciones dirigidas. Esta evitación de las DSB es crucial, ya que la reparación de DSB, particularmente a través de la vía de unión de extremos no homólogos (NHEJ), puede introducir mutaciones impredecibles y potencialmente dañinas o alteraciones cromosómicas mayores.

Estos avances en precisión, flexibilidad y seguridad posicionan a Prime Editing y SeekRNA como alternativas o complementos altamente prometedores a CRISPR-Cas9. Tienen potencial para una amplia gama de aplicaciones en medicina (desarrollo de terapias para trastornos genéticos), agricultura (mejora de cultivos) e investigación biotecnológica. Aunque muchas aplicaciones, especialmente las terapéuticas, se encuentran en etapas más tempranas de desarrollo en comparación con algunas terapias basadas en CRISPR que ya están en ensayos clínicos, estas herramientas más nuevas abren posibilidades emocionantes para tratar enfermedades genéticas y avanzar en la investigación en diversos campos al permitir modificaciones genéticas más eficientes y confiables con potencialmente menos consecuencias no deseadas.