La nueva tecnología de escritura de genes permite la integración de genes específicos mediada por ARN en células humanas

En un estudio reciente publicado en la célula, un equipo de investigación dirigido por Li Wei y Zhou Qi del Instituto de Zoología de la Academia de Ciencias de China ha desarrollado una innovadora tecnología de escritura de genes basada en retrotransposones. Este logro permite la integración de genes específicos mediados por ARN en células humanas.

La integración eficiente y precisa de ADN del tamaño de un gen sigue siendo un desafío importante en la ingeniería genómica. Las tecnologías actuales se basan principalmente en plantillas de ADN como donantes para la integración de genes. Sin embargo, los donantes de ADN enfrentan varios desafíos en aplicaciones biomédicas prácticas, como una alta inmunogenicidad, dificultad en la entrega in vivo y riesgo de integración aleatoria en el genoma.

Por otro lado, los donantes de ARN tienen una inmunogenicidad menor en comparación con los donantes de ADN exógeno, pueden administrarse de manera eficiente utilizando vectores no virales y se degradan rápidamente en las células sin el riesgo de integración aleatoria, resolviendo así muchos de los desafíos asociados con los donantes de ADN. . Sin embargo, existen muy pocas tecnologías que puedan utilizar donantes de ARN para lograr una integración específica del ADN del tamaño de un gen en células humanas.

Los retrotransposones R2 son elementos móviles que utilizan mediadores de ARN para integrarse específicamente en el sitio genómico del ADNr 28S del huésped. Hay 219 copias de este sitio en el genoma humano, ubicado lejos de los genes que codifican proteínas, un «puerto seguro» ideal para la integración genética. A pesar de su descubrimiento en la década de 1980, su uso potencial para integrar genes de fragmentos grandes en células humanas no se ha explorado completamente.

En este estudio, mediante análisis y cribado sistemáticos, los investigadores identificaron el sistema R2Tg derivado del genoma aviar como activo en células humanas, aunque con baja eficiencia. Utilizando varios métodos de ingeniería, los investigadores crearon una versión optimizada de R2Tg, en-R2Tg.

La nanopartícula lipídica (LNP), un vector no viral utilizado en la clínica, la herramienta de escritura de genes en-R2Tg puede lograr una eficiencia de integración genética del 25 % en células hepáticas humanas y permite una eficiencia de integración genética específica del sitio del 60 %. Embriones de ratón.

Además, el sistema en-R2Tg exhibe una alta especificidad de integración genética en el sitio de puerto seguro del rDNA 28S. Esto ayuda a reducir el riesgo de mutación causada por la integración aleatoria de genes producida por tecnologías como los retrovirus.

En resumen, este estudio desarrolla una tecnología de escritura de genes precisa, eficiente y mediada totalmente por ARN basada en retrotransposones R2 naturales.

«Esta tecnología abre la puerta al desarrollo de terapias genéticas innovadoras. Cuando se trata de un gen relacionado con una enfermedad, puede haber muchas mutaciones diferentes que causen la misma enfermedad. Nuestra tecnología ofrece un enfoque más general en el que podemos combinar las comunes «El gen se inserta directamente en el genoma para restaurar la función independientemente del tipo de mutación», según el autor del estudio, Li Wei.

«Podemos utilizar LNP para implementar nuestro dispositivo de escritura genética y crear células CAR-T directamente en nuestro cuerpo para tratar el cáncer. Esto hace que todo el proceso sea tan fácil como recibir una vacuna. Estamos entusiasmados con el potencial para un mayor desarrollo y aplicación de esta nueva tecnología en el futuro», afirmó Li.