Técnica de edición de ácidos nucleicos

La promesa de la tecnología CRISPR/Cas9 en la terapia de la diabetes mellitus: cómo la edición genética está revolucionando la investigación y el tratamiento de la diabetes

Tipo de Edición:

• Ex vivo: Edición genética realizada en células pancreáticas alogénicas cultivadas fuera del cuerpo.
• Somática: Solo se modifican células somáticas, sin alterar células germinales.

Dirigido hacia:

• Genes específicos de la producción y regulación de insulina como:

INS (gen de la insulina), clave para restaurar síntesis y secreción de insulina.
PDX1 (factor de transcripción pancreatic duodenal homeobox 1), esencial para el desarrollo y función de células β.
GLUT2 (transportador de glucosa), importante para la detección de glucosa y secreción insulínica.

• Genes relacionados con la respuesta inmunitaria para evitar rechazo:

Edición de HLA (antígenos leucocitarios humanos), para disminuir reconocimiento y destrucción por células T.

• Genes involucrados en resistencia a insulina (diabetes tipo 2), mediante edición en tejido adiposo marrón para mejorar sensibilidad metabólica, como PPARG (receptor gamma activado por proliferadores de peroxisomas).

Dirigido por:

• Sistema CRISPR/Cas9 que utiliza ARN guía (sgRNA) diseñado para reconocer secuencias únicas en los genes blanco.
• Edición dirigida mediante:
•     NHEJ (non-homologous end joining): provoca cortes y errores en la reparación que resultan en silenciamiento o knockout génico.
• HDR (homology-directed repair): permite inserción precisa de secuencias correctivas cuando se suministra ADN molde.

Órgano a tratar:

• Principalmente el páncreas, enfocado en las células β productoras de insulina para restaurar función endocrina.
• También se explora el tejido adiposo pardo para abordar la resistencia insulínica en diabetes tipo 2.

Vía de administración:

• Implantación subcutánea mediante un dispositivo poroso que contiene las células editadas (producto VCTX210).
• El dispositivo protege a las células del ataque inmunológico y mantiene la liberación controlada de insulina.

Resultados:

• A corto plazo
• Restauración parcial de la función endocrina pancreática, confirmada por producción de insulina.
• Disminución en la respuesta inmunitaria contra las células implantadas.
• Inicio de mejora en el control glucémico en modelos preclínicos.
• A mediano plazo
• Mayor supervivencia y proliferación de las células implantadas.
• Producción sostenida y fisiológicamente relevante de insulina.
• Reducción significativa en la necesidad de administración exógena de insulina.
• A largo plazo:
• Potencial para una cura funcional de diabetes tipo 1.
• Prevención o reducción considerable de complicaciones crónicas como nefropatía, neuropatía y retinopatía.
• Posible mejora de la sensibilidad a insulina en diabetes tipo 2 si se edita tejido metabólicamente relevante.

Imagen obtenida de: https://www.researchgate.net/publication/372783625/figure/fig5/AS:11431281204680860@1699930263295/CRISPR-Cas9-as-a-therapeutic-tool-for-diabetes-mellitus-types-I-and-II.png

Bibliografía: Cheng Y, Wang H, Li M. The promise of CRISPR/Cas9 technology in diabetes mellitus therapy: How gene editing is revolutionizing diabetes research and treatment. J Diabetes Complications [Internet]. 2023;37(8):108524. Disponible en: http://dx.doi.org/10.1016/j.jdiacomp.2023.108524

Terapia con Stem Cells para accidente cerebrovascular crónico

Terapia con células madre mesenquimales en la hemorragia intracerebral aguda: un ensayo de seguridad y tolerabilidad con aumento de dosis

Un estudio clínico publicado en 2023 evaluó el uso de células madre mesenquimales (MSCs) como tratamiento en pacientes con hemorragia intracerebral aguda (ICH). Los resultados muestran que esta terapia celular es segura y tiene potencial terapéutico en humanos.

• Tipo de Stem Cells: Se utilizaron células madre mesenquimales (MSCs) alogénicas, derivadas de médula ósea humana, conocidas por sus propiedades antiinflamatorias, inmunomoduladoras y regenerativas.
• Método de obtención: Las MSCs fueron obtenidas por aspirado de médula ósea, cultivadas y expandidas bajo condiciones clínicas controladas y preparadas en dosis según el peso del paciente (0.5, 1.0 y 2.0 millones de células por kg).
• Vía de administración: Las células fueron administradas por vía intravenosa, dentro de los primeros 7 días tras el evento hemorrágico, en infusión única y en esquema de dosis escalonadas para evaluar su seguridad.
• Resultados:
• Corto plazo (0–4 semanas) – Seguridad y tolerabilidad

-No se reportaron efectos adversos graves.

-La infusión fue bien tolerada en todos los grupos.

-No hubo señales de rechazo inmunológico ni tumoración. 

• Mediano plazo (8–24 semanas) – Mejoría clínica inicial

-Se observaron mejoras neurológicas leves a moderadas.

-Disminuyeron marcadores inflamatorios en sangre.

-Los pacientes mostraron avances funcionales, especialmente en dosis altas.

• Largo plazo (hasta 6 meses) – Estabilidad y seguimiento

-No se detectaron efectos adversos tardíos.

-La evolución clínica fue estable.

-Se mantuvo la mejoría sin regresión funcional

Imagen obtenida de: https://www.startstemcells.com/es/mesenchymal-stem-cell-therapy.html

Bibliografía:

1. Durand NC, Kim HG, Patel VN, Turnbull MT, Siegel JL, Hodge DO, et al. Mesenchymal stem cell therapy in acute intracerebral hemorrhage: A dose-escalation safety and tolerability trial. Neurocrit Care [Internet]. 2024;41(1):59–69. Disponible en: http://dx.doi.org/10.1007/s12028-023-01897-w

 Evidencia de búsqueda bibliográfica:

ADN recombinante artificial y en la naturaleza

ADN RECOMBINANTE EN LA NATURALEZA

El ADN recombinante en bacterias puede generarse de forma totalmente natural, sin intervención humana, porque depende exclusivamente de su propia maquinaria celular y estrategias evolutivas. Estas bacterias usan sistemas endógenos para intercambiar y reorganizar genes como mecanismo de adaptación y supervivencia. Primero, en la conjugación, transfieren plásmidos a través de pilis tipo IV, integrando operones completos. En la transformación, captan ADN exógeno del ambiente y lo incorporan al cromosoma mediante recombinación homóloga dependiente de RecA. En la transducción, fagos movilizan ADN bacteriano, creando combinaciones genéticas al integrarse en nuevos hospedadores. Todos estos procesos ocurren espontáneamente en ecosistemas naturales. Así, la recombinación natural facilita la evolución sin manipulación artificial (1).

Imagen obtenida de: https://www.nature.com/articles/s41579-021-00650-4

ADN RECOMBINANTE ARTIFICIAL

Cloning and expression of human erythropoietin cDNA in Escherichia coli

- Tema: Producción recombinante de eritropoyetina humana para el tratamiento de anemia.
- Objetivo: Clonar y expresar el cDNA de eritropoyetina humana en Escherichia coli para producir eritropoyetina recombinante con potencial uso terapéutico.
- Gen a clonar: cDNA de eritropoyetina humana (~600 pb).
- Enzimas de restricción: Pst I.
- Enzima ligasa: T4 DNA ligasa.
- Vector: pBR322.
- Célula receptora: Escherichia coli (bacteria, procariota).
- Método de inserción del gen: Digestión del vector y del cDNA con Pst I, seguido de ligación con T4 DNA ligasa y transformación en Escherichia coli.
- Método de identificación de clones: Selección de clones por resistencia antibiótica (ampicilina), hibridación de colonias con cDNA marcado (radioactivo), análisis inmunológico con anticuerpos monoclonales contra eritropoyetina y análisis por SDS-PAGE para verificar expresión proteica (2).

Imagen obtenida de: https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRTPyFUcJ5IWbToA0TL4y8a93zh48O37MaL_Q&s

Bibliografía:

1. Arnold BJ, Huang IT, Hanage WP. Transferencia horizontal de genes y evolución adaptativa en bacterias. Nat Rev Microbiol [Internet]. 2022;20(4):206–18. Disponible en: http://dx.doi.org/10.1038/s41579-021-00650-4
2. Lee-Huang S. Cloning and expression of human erythropoietin cDNA in Escherichia coli. Proc Natl Acad Sci U S A [Internet]. 1984;81(9):2708–12. Disponible en: http://dx.doi.org/10.1073/pnas.81.9.2708

Evidencia de búsqueda bibliográfica: