La edición genética se topa con las defensas inmunitarias

El descubrimiento de anticuerpos humanos contra proteínas clave de la técnica CRISPR supone un contratiempo imprevisto para el desarrollo de terapias

Un muestreo de la sangre de 34 personas ha resultado en un descubrimiento sorprendente: la mayoría tiene adaptaciones inmunitarias contra el sistema de edición genética CRISPR, uno de los mayores avances de la ingeniería genética de los últimos años. Los investigadores, de la unidad de pediatría de la Universidad de Stanford (EE UU), descubrieron en la sangre de voluntarios anticuerpos y glóbulos blancos programados contra la proteína clave del mecanismo CRISPR, la endonucleasa o tijera encargada de cortar el ADN que se conoce como Cas9. Este descubrimiento pone en jaque el desarrollo de terapias génicas que buscan aprovechar el sistema de cortapega de ADN para curar todo tipo de enfermedades, incluso las hereditarias.

El estudio solo aparece en la web de prepublicación bioRxiv, por lo que aún no ha sido revisado formalmente por expertos, pero los resultados “no dejan lugar a dudas” según Lluís Montoliu, científico del Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC). La investigación da “un toque de atención” a quienes desarrollan propuestas terapéuticas con la proteína Cas9 porque esta podría resultar ineficaz e incluso peligrosa para los pacientes con la respuesta inmune, alerta el biólogo.

El sistema CRISPR saltó a la fama por sus aplicaciones en la ingeniería genética, pero no es una creación de los humanos, sino de las bacterias. Estos microorganismos utilizan la proteína Cas9 (u otras proteínas similares) para defenderse de virus atacantes: realizan cortes en el ADN de los virus y guardan fragmentos para identificarlos si volvieran a invadir. Los científicos han logrado explotar este producto de la evolución para editar el ADN en multitud de organismos y con altísima precisión.

Se estima que la mitad de las especies de bacterias utilizan CRISPR o un mecanismo parecido, y cada especie tiene su propia versión de la maquinaria: proteínas o conjuntos de proteínas como Cas9 que realizan los cortes muy precisos en el ADN. Por su simplicidad y pequeño tamaño, la versión preferida por los biólogos para aplicaciones terapéuticas es la proteína producida por la bacteria patógena Staphylococcus aureus, SaCas9, o en su defecto la de Staphylococcus pyogenes, SpCas9. Estas dos especies son muy comunes: en cualquier momento, un quinto de los niños está infectado por S. pyogenes (produce otitis, faringitis y otras enfermedades), mientras que el 40% de la población alberga colonias de S. aureus, una bacteria causante de muchas infecciones hospitalarias que también puede estar presente en las personas sin causar enfermedad.

El equipo de Stanford buscó en la sangre de 22 cordones umbilicales y de 12 donantes adultos moléculas y células inmunes programadas contra cualquiera de esas dos proteínas. El 79% de las muestras contenía anticuerpos específicos contra SaCas9 y el 65% contra SpCas9. Los anticuerpos son moléculas que se adhieren a las proteínas foráneas para activar una respuesta inmunitaria. Su presencia quizá no sea un problema grave, dado que las propuestas terapéuticas no pasan por la inyección de Cas9 directamente al torrente sanguíneo, sino que la proteína se lleva a las células diana en vesículas o conjugada con nanopartículas, o se administra el gen codificador de Cas9 en un virus que pueda producirla in situ.

Las personas desarrollan defensas inmunitarias contra el CRISPR al exponerse a las bacterias patógenas que lo utilizan

Más preocupante es el hallazgo de linfocitos T específicos contra SaCas9, que los investigadores encontraron en el 46% de los sueros que analizaron. Estos glóbulos blancos pueden generar fuertes respuestas inflamatorias y además buscan y destruyen cualquier célula que haya incorporado la proteína extraña, en este caso las células cuyo ADN se busca editar mediante la terapia CRISPR. No hallaron linfocitos T contra SpCas9 en la muestra, pero esto no significa que no existan, ya que su detección depende en parte de la sensibilidad del análisis. Los científicos sugieren que nuestra habitual exposición a estas bacterias ha dado al sistema inmune de muchas personas la oportunidad de detectar y archivar en su base de datos las proteínas de estos microorganismos. De esta forma, análoga al funcionamiento de las vacunas, el sistema está preparado para responder a los cuerpos extraños si estos vuelven a penetrar.

El descubrimiento “no está fuera de lo esperable”, opina Manel Juan Otero, jefe de sección en el servicio de inmunología del Hospital Clínic de Barcelona. Los científicos ya sabían que la proteína Cas9 —o cualquier otra proteína ajena al genoma humano— podría suscitar una respuesta inmune, sobre todo a partir de la segunda exposición. Lo que nadie había demostrado es que muchas personas ya han pasado por el primer contacto con ella y albergan en su sistema inmune el arsenal para rechazar una intervención con Cas9, aunque sea la primera que se les practica con intención médica.

Es un bache en el camino, pero esto no ha templado nuestro optimismo ni determinación de usar CRISPR en el tratamiento de enfermedades humanas muy serias

“Es un bache en el camino, pero esto no ha templado nuestro optimismo ni determinación de usar CRISPR en el tratamiento de enfermedades humanas muy serias”, asegura el hematólogo pediátrico Matt Porteus, que es autor principal del estudio. Un remedio posible sería el tratamiento de los pacientes de edición genética con inmunosupresores, aunque esta opción puede comprometer su salud. Los científicos también sugieren buscar nuevas proteínas Cas9 o equivalentes en especies de bacterias que no estén asociadas a los humanos, o modificar las Cas9 que ya utilizamos para intentar burlar las defensas inmunes. Sin embargo, Otero sostiene que estas opciones son arriesgadas, ya que en cualquier caso podrían producir rechazo. “Yo veo que siempre va a haber respuesta inmune. Algunos individuos tienen más predisposición que otros, pero aunque la proteína sea nueva, si se mantiene habrá una respuesta”, opina el doctor. Él sugiere aplicar los tratamientos ex vivo, es decir, en células cultivadas fuera de los pacientes, para reimplantar los tejidos curados cuando ya no contengan Cas9.

El tratamiento ex vivo no siempre es posible, pero es justamente lo que va a hacer el equipo de Porteus en Stanford. Los médicos estadounidenses están desarrollando una terapia para tratar anemia drepanocítica en niños mediante la transfusión de células madre que corregirán genéticamente fuera del cuerpo. “También es posible que los niños aún no hayan desarrollado la respuesta inmune que observamos en los adultos. Podría haber una ventana de tiempo para usar la edición genética antes de que se desarrolle el sistema inmune; es algo que necesitamos explorar”, concluye Porteus.

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