Editar una sola letra del ADN en embriones humanos revela un gen clave para empezar a formar el cuerpo

   MADRID, 10 Jul. Agencias –

   Una investigación dirigida por el Centro Loke de Investigación del Trofoblasto de la Universidad de Cambridge (Reino Unido) ha demostrado que se puede utilizar una técnica de edición del genoma para alterar un solo gen en células embrionarias humanas, lo que permite estudiar el desarrollo humano en sus primeras etapas con un nivel de detalle sin precedentes. El estudio se publica en la revista ‘Nature’.

   Esta técnica, denominada edición de bases, es una versión más precisa de la técnica de edición genómica CRISPR/Cas9. Permite modificar un único par de bases de nucleótidos (el componente básico del ADN) dentro de un genoma humano de aproximadamente 3.000 millones de pares de bases.

    Mediante la edición de bases genéticas, los investigadores bloquearon un gen llamado NANOG en embriones humanos en una etapa muy temprana de desarrollo, y descubrieron que las células del embrión temprano no podían desarrollarse en células pluripotentes más especializadas llamadas epiblasto, que posteriormente forman el cuerpo.

   Los resultados revelan el papel crucial de NANOG en el desarrollo de los embriones humanos y ayudan a los científicos a comprender mejor cómo se desarrollan los embriones humanos en los primeros días después de la fecundación de un óvulo.

   Sin NANOG, las células que posteriormente se convierten en la placenta y el saco vitelino, los tejidos que dan soporte al embrión en desarrollo, aún podrían formarse.

   Si bien la edición genética de embriones humanos ya se había descrito anteriormente, esta es la primera vez que se utiliza esta técnica para estudiar la función génica en embriones humanos. Los resultados demuestran que la extrema precisión de la técnica reduce la probabilidad de anomalías cromosómicas no deseadas, que pueden ocurrir con otra versión más utilizada de CRISPR/Cas9.

   Un mayor conocimiento sobre el papel de los genes necesarios para el desarrollo humano, como NANOG, podría ayudar en el futuro a mejorar las tasas de éxito de la fecundación in vitro y a comprender mejor la pérdida temprana del embarazo.

   La edición de bases genéticas también podría utilizarse en el futuro para editar genes específicos que causan enfermedades hereditarias debilitantes, como la fibrosis quística y la enfermedad de Huntington, en embriones humanos, con el fin de evitar su transmisión a las generaciones futuras. Sin embargo, actualmente esto no está permitido legalmente en el Reino Unido. Antes de cualquier uso clínico futuro, se requerirían pruebas de seguridad exhaustivas, un mayor desarrollo de la técnica y un amplio debate y apoyo público.

   «La edición de bases representa un avance significativo con respecto a la técnica convencional CRISPR/Cas9, ya que conlleva un riesgo mucho menor de causar errores cromosómicos no deseados. La edición de bases puede cambiar con precisión un único par de nucleótidos por otro en todo un genoma humano de alrededor de 3 mil millones de pares de bases; es una hazaña increíble», plantea la profesora Kathy Niakan, del Centro Loke de Investigación del Trofoblasto de la Universidad de Cambridge, quien dirigió el estudio.

   «Nuestros resultados indican que el gen NANOG es fundamental para el desarrollo de células pluripotentes, los componentes básicos que son de vital importancia para el desarrollo humano», añade.

   Las células pluripotentes pueden diferenciarse en cualquier otro tipo de célula del cuerpo y se utilizan ampliamente en la investigación biomédica, desde pruebas de fármacos hasta la modelización de enfermedades. Las células madre embrionarias humanas, que son pluripotentes, se originan en una parte del embrión en desarrollo con altos niveles de activación de NANOG. Esto ha llevado a los científicos a sospechar que NANOG desempeña un papel importante en su formación.

   «La precisión de la edición de bases supone un gran avance con respecto a la generación anterior de técnicas de edición genómica. Esto nos permite estudiar el desarrollo humano temprano con mayor confianza», aporta Oliver Bower, investigador del Centro Loke para la Investigación del Trofoblasto de la Universidad de Cambridge y primer autor del estudio.

   «Al determinar cómo genes como NANOG controlan el desarrollo de células pluripotentes, podemos lograr que los sistemas de células madre para la investigación biomédica sean más predecibles y fiables», añade.

   Décadas de investigación con animales, especialmente con ratones, fueron fundamentales para identificar a NANOG como un gen que probablemente desempeña un papel importante en el desarrollo temprano. Sin embargo, este estudio demuestra que NANOG no funciona de la misma manera en embriones humanos y de ratón.

   En estudios previos con ratones, la pérdida de NANOG alteró tanto el epiblasto como el saco vitelino, un tejido que sustenta el desarrollo del embrión. En este estudio con embriones humanos, la pérdida de NANOG afectó principalmente al epiblasto, la futura línea celular que formará el cuerpo.

   Hasta ahora no había sido posible investigar directamente la función de NANOG en embriones humanos, ya que las técnicas de edición genómica disponibles, como CRISPR/Cas9 convencional, causan demasiado daño no deseado al ADN. Este trabajo subraya la importancia de investigar directamente el desarrollo humano.

   Los embriones, óvulos y espermatozoides utilizados en el estudio eran muestras no utilizadas donadas por parejas que se habían sometido a un tratamiento de fecundación in vitro. La mayoría de los donantes ya habían completado su familia y deseaban que sus embriones, óvulos o espermatozoides sobrantes se utilizaran para la investigación. Los embriones solo se cultivaron en el laboratorio durante un máximo de seis días y medio después de la fecundación, y luego se dejaron morir.

   El estudio se realizó bajo una licencia de investigación y la estricta supervisión regulatoria de la Autoridad de Fertilización Humana y Embriología (HFEA, por sus siglas en inglés), el organismo regulador independiente del Gobierno del Reino Unido que supervisa los tratamientos e investigaciones sobre fertilidad. La investigación también fue revisada y aprobada por el Comité de Ética de la Investigación de Newcastle y North Tyneside.

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