Una minúscula nanocápsula podría introducir la terapia génica CRISPR en el cerebro, sofocando los tumores malignos.
Una nanocápsula que introduce la tecnología genética CRISPR en el cerebro podría ayudar a tratar una de las formas más agresivas de cáncer cerebral, denominada glioblastoma. En experimentos con ratones, la técnica detuvo el crecimiento del tumor y prolongó la vida de los ratones.
CRISPR es una técnica que permite insertar, eliminar y modificar material genético. La técnica es prometedora para el tratamiento de ciertas enfermedades. En comparación con otros métodos de edición de genes, CRISPR es preciso y barato. Pero en la actualidad es difícil aplicar CRISPR en el cerebro.
El uso dirigido de CRISPR en el cerebro suele requerir la inyección directa en el tejido cerebral. La tecnología CRISPR también puede introducirse en virus no patógenos, que luego se inyectan en el torrente sanguíneo. Sin embargo, ambos métodos tienen importantes desventajas, como la posibilidad de dañar el tejido cerebral. Con el segundo método, también es difícil conseguir que los virus administren la terapia génica en un lugar preciso. Esto aumenta el riesgo de efectos secundarios graves, como mutaciones genéticas no deseadas.
Barrera
Empaquetando CRISPR en nanocápsulas especialmente diseñadas (pequeñas burbujas de polímero no tóxico) los investigadores ya han sido capaces de abordar estos problemas en otras partes del cuerpo. Pero el uso de la técnica en el cerebro sigue siendo complicado. Esto se debe en gran medida a la dificultad de hacer pasar la nanocápsula por la barrera hematoencefálica. Los vasos sanguíneos del cerebro son menos permeables que los del resto del cuerpo. Esto protege al cerebro contra los intrusos dañinos. Las enfermedades cerebrales, incluidos los tumores cerebrales, son especialmente difíciles de tratar a través de la barrera hematoencefálica", afirma el neurocirujano Dimitris Placantonakis, de la Facultad de Medicina Grossman de la Universidad de Nueva York (Estados Unidos).
Ilustración del mecanismo CRISPR-Cas9. La proteína Cas9 azul corta el gen PLK1 donde el ARN guía CRISPR naranja lo señala. Imagen: Scanpix /Science Photo Library, CC2.0
La investigadora de polímeros biomédicos Yan Zou, del Centro Conjunto de Innovación Biomédica de la Universidad de Henan-Macquarie, ha diseñado ahora con sus colegas una nanocápsula que puede atravesar esta barrera. Esto permitió a los investigadores administrar la terapia génica CRISPR a ratones con tumores cerebrales.
Mucho más pequeño
En este estudio, los científicos utilizaron CRISPR para editar el gen PLK1, que regula el desarrollo de nuevas células. En el glioblastoma, este gen funciona a toda máquina. Los ratones recibieron una única inyección en la cola. A los ratones a los que se les administraron las nanocápsulas CRISPR se les detuvo el crecimiento del tumor. La mediana de supervivencia fue de 68 días.
Los ratones de los grupos de control recibieron microcápsulas con otro material genético o una solución salina. Estos ratones sobrevivieron como máximo 24 días. Además, la nueva técnica causó menos de un insignificante 0,5% de mutaciones genéticas no deseadas en los tejidos donde es más probable que se produzcan.
Corte transversal de un cerebro con un glioblastoma maligno a la izquierda. Imagen: Wikimedia Commons / Sbrandner. CC4.0
Con un tamaño de sólo 30 nanómetros, la nanocápsula es mucho más pequeña que la mayoría de las cápsulas que se utilizan actualmente. Estas cápsulas suelen tener un tamaño de entre 100 y 500 nanómetros. Además, la cápsula tiene una carga casi neutra. Las nanopartículas con carga positiva son tóxicas para el organismo, por lo que suelen destruirse en el torrente sanguíneo.
Hasta donde sabemos, nuestras nanocápsulas representan la primera técnica no invasiva y no viral de su clase que administra de forma eficaz y segura la terapia génica al cerebro y a los glioblastomas", escribieron Zou y sus colegas en una publicación en Science Advances la semana pasada.
Esto es realmente emocionante", dice Placantonakis. Se necesita mucha más investigación, dice, pero es un primer paso alentador. Los investigadores tienen la esperanza de que esta técnica también pueda ser útil para tratar otros trastornos cerebrales además del glioblastoma.