Científicos chinos modifican genéticamente embriones humanos
Los rumores de modificación de líneas germinales resultan ser ciertos y con ello se reaviva un debate ético.
Por David Cyranoski y Sara Reardon, Nature. 

Un ovocito humano fecundado antes de la división celular. Foto cortesía de Stan Beyler, Ph.D. UNC A.R.T. laboratory.

En una primicia mundial, científicos chinos han reportado que han editado genomas de embriones humanos. Los resultados se publican en la revista en línea Protein & Cell y confirman los ya generalizados rumores de que la hazaña se había llevado a cabo – los rumores de tales experimentos desataron un debate de alto perfil el mes pasado sobre las implicaciones éticas de este tipo de trabajo–.

En el documento, los investigadores dirigidos por Junjiu Huang, un investigador del funcionamiento de los genes en la Universidad Sun Yat-sen en Guangzhou, trató de disuadir esos problemas éticos mediante el uso de “embriones no viables”, es decir que no pueden dar lugar a un nacimiento vivo y que se obtuvieron de las clínicas de fertilidad locales. El equipo intentó modificar el gen responsable de la β-talasemia, un trastorno sanguíneo potencialmente mortal, utilizando una técnica de edición de gen conocido como CRISPR / Cas9. Los investigadores dicen que sus resultados revelan graves obstáculos para utilizar el método en aplicaciones médicas.

"Creo que este es el primer informe de CRISPR / Cas9 aplicado a embriones humanos antes de la implantación y, como tal, el estudio es pionero, pero también es una historia con moraleja", dice George Daley, un biólogo de células madre en la Escuela de Medicina de Harvard, en Boston. "Este estudio debe ser una severa advertencia a cualquier médico que piensa que la tecnología está lista para ser probada para erradicar genes de enfermedades".

Algunos dicen que la edición de genes en embriones podría tener un futuro brillante, ya que podría erradicar enfermedades genéticas devastadoras antes de que nazca el bebé. Otros dicen que ese trabajo cruza una línea ética: investigadores advirtieron en Nature, en marzo pasado, que debido a que los cambios genéticos a los embriones, conocidos como la modificación de la línea germinal, son heredables, podrían tener un efecto impredecible en las generaciones futuras. Expertos también han expresado su preocupación de que cualquier investigación en le campo de edición de genes en embriones humanos podría ser una pendiente resbaladiza hacia usos inseguros o poco éticos de la técnica.

La publicación del equipo de Huang parece que va a reavivar el debate en torno a la edición del embrión humano –y hay informes de que otros grupos en China también están experimentando con embriones humanos–.

Gen problemático

La técnica utilizada por el equipo de Huang consiste en inyectar en embriones el complejo enzimático CRISPR/ Cas9, que se une y empalma al ADN en lugares específicos. El complejo puede ser programado para dirigirse a un gen problemático, que luego es sustituído o reparado por otra molécula introducida al mismo tiempo. El sistema está bien estudiado en células humanas adultas y en embriones animales, pero no habían habido informes publicados de su uso en embriones humanos.

Huang y sus colegas se propusieron ver si el procedimiento podría reemplazar un gen en un embrión humano fertilizado de una sola célula; en principio, todas las células subsiguientes, en el embrión desarrollado, tendrían entonces el gen reparado. Los embriones que los científicos obtuvieron de las clínicas de fertilidad se habían creado para usarse en procesos de fertilización in vitro, pero resultaron tener un juego extra de cromosomas, tras ser fertilizados por dos espermatozoides. Esto impide que los embriones sean viables, aunque sí pueden avanzar en las primeras etapas de desarrollo.

El grupo de Huang estudió la capacidad del sistema CRISPR/Cas9 para editar el gen llamado HBB, que codifica la proteína β-globina humana. Las mutaciones en el gen son responsables de la β-talasemia.

Graves obstáculos

El equipo inyectó 86 embriones y luego esperó 48 horas, tiempo suficiente para que el sistema CRISPR / Cas9 y las moléculas que reemplazan el ADN faltante actuaran –y para que los embriones crecieran hasta tener unas ocho células cada uno–. De los 71 embriones que sobrevivieron, 54 fueron analizados genéticamente. Esto reveló que solo 28 se empalmaron correctamente y que solo una fracción de ellos mostraron tener el material genético de reemplazo. "Si quiere hacerlo en embriones normales, usted necesita estar cerca del 100%", dice Huang. "Es por eso que nos detuvimos. Seguimos pensando que es demasiado inmaduro".

Su equipo también encontró un sorprendente número de mutaciones “fuera de objetivo” que se cree que se introdujeron por el complejo CRISPR / Cas9 actuando en otras partes del genoma. Este efecto es uno de los principales problemas de seguridad que rodean la edición génica germinal porque estas mutaciones no deseadas podrían ser perjudiciales. Las tasas de tales mutaciones eran mucho más altas que los observadas en los estudios de edición de genes de embriones de ratón o células humanas adultas. Además, Huang señala que es probable que su equipo solo detectara un subconjunto de las mutaciones no deseadas debido a que su estudio observó solo en una porción del genoma, conocido como el exoma. "Si hicieramos toda la secuencia del genoma, se pueden encontrar muchos más", dice.

Las preguntas éticas

Huang dice que la publicación científica fue rechazado por las revistas Nature y Science, en parte debido a objeciones éticas; ambas revistas se negaron a comentar sobre esta acusación (el equipo de noticias de Nature es editorialmente independiente del equipo editorial de la investigación.)

Añade que los críticos del estudio han señalado que la baja eficiencia y el elevado número de mutaciones fuera de objetivo podrían ser específicos para los embriones anormales utilizados en el estudio. Huang reconoce la crítica, pero como no hay ejemplos de edición de genes en embriones normales dice que no hay manera de saber si la técnica funciona de forma diferente en ellos.

Sin embargo, sostiene que los embriones permiten un modelo más significativo – y uno más cerca de un embrión humano normal– de un modelo animal o una utilizando células humanas adultas. "Queríamos mostrar nuestros datos al mundo, que la gente sepa lo que realmente sucedió con este modelo, en lugar de solo hablar de lo que pasaría sin datos", dice.

Pero Edward Lanphier, uno de los científicos que señalaba advertencias en la revista Nature el mes pasado, dice: "Se pone de relieve lo que dijimos antes: tenemos que hacer una pausa en esta investigación y asegurarnos de tener una discusión amplia sobre en qué dirección vamos aquí". Lanphier es presidente de Sangamo Biosciences en Richmond, California, que aplica técnicas de edición de genes en células humanas adultas.

Huang planea ahora encontrar la manera de reducir el número de mutaciones fuera de objetivo utilizando células humanas adultas o modelos animales. Él está considerando diferentes estrategias –ajustar las enzimas para orientar con mayor precisión al punto deseado, la introducción de las enzimas en un formato diferente que podría ayudar a regular su vida útil y por lo tanto permitir que se apaguen antes de que las mutaciones se acumulan, o variando las concentraciones de las enzimas introducidas y las moléculas de reparación–. Él dice que el uso de otras técnicas de edición de genes podría también ayudar. CRISPR / Cas9 es relativamente eficiente y fácil de usar, pero otro sistema llamado TALEN se sabe que causa menos mutaciones no deseadas.

El debate en torno a la edición de embriones humanos sin duda continuará por algún tiempo, sin embargo CRISPR/ Cas9 es conocido por su facilidad de uso y Lanphier teme que más científicos ahora comenzarán a trabajar para mejorar el experimento de Huang. "El acceso y simplicidad de crear CRISPRs crea oportunidades para científicos en cualquier parte del mundo para hacer cualquier tipo de experimentos que quieran", dice

Una fuente china, familiarizada con los desarrollos en el campo, dijo que al menos cuatro grupos en China están llevando a cabo la edición de genes en embriones humanos. 


Fuente:  scientificamerican.com