EGenesis, que se especializa en la producción de cerdos modificados genéticamente para trasplante de órganos humanos, ha anunciado el nacimiento de varios animales editados. Perdieron tres genes, adquirieron nueve y también perdieron 25 virus que se multiplican en el genoma. Al mismo tiempo, los cerdos son completamente sanos y fértiles, y sus células no causan agresión en los componentes del sistema inmunológico humano. Se planean ensayos clínicos en humanos de trasplantes en los próximos años. Una preimpresión del trabajo se publica en el portal bioRxiv.
Hay tres obstáculos para el trasplante de órganos humanos. El primero es la compatibilidad fisiológica: el órgano debe ser adecuado en tamaño, estructura y función. En este sentido, un objeto conveniente es un cerdo, muchos de cuyos órganos, por ejemplo, el corazón o los riñones, no difieren significativamente de los humanos.
El segundo obstáculo es el rechazo inmunológico. El cuerpo humano reacciona con cautela a cualquier molécula desconocida, pero algunas, por ejemplo, los azúcares en la superficie de células extrañas, causan una agresión especialmente fuerte.
Finalmente, el tercero son los virus que cada organismo porta en su genoma. No estamos hablando de virus activos que provocan epidemias, sino de los endógenos, es decir, los que no matan a la célula, sino que se multiplican solo dentro de su núcleo. Pero si la célula todavía mantiene sus propios virus bajo control, entonces si las células extrañas la infectan con nuevos virus, es posible que no pueda hacer frente a las consecuencias de su reproducción.
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Para que el órgano de un cerdo sea compatible con los humanos, teniendo en cuenta todos estos requisitos, es necesario realizar cambios a la vez en varios genes. Al principio, intentaron lograr esto mediante la eliminación de genes, y el corazón de un cerdo con varios nocauts duró en el cuerpo del babuino durante tres años completos.
Pero en 2015, el genetista estadounidense George Church y el biólogo chino Luhan Yang fundaron eGenesis, cuyo objetivo era crear cerdos modificados por múltiples genes a la vez. Después de un tiempo, los científicos dirigidos por Church informaron que pudieron limpiar completamente las células de cerdo de los retrovirus endógenos. Ahora Church y Jan han dado el siguiente paso: crear animales "libres de virus" e inmunológicamente compatibles.
Para hacer esto, los investigadores de eGenesis tuvieron que desarrollar un protocolo de varios pasos. Para empezar, tomaron un cultivo de fibroblastos de la oreja de un cerdo común. Con la ayuda de la electroporación, se introdujeron en ellos moléculas del sistema CRISPR / Cas9 para eliminar tres genes del ADN que causan el rechazo más fuerte en el cuerpo humano. Al mismo tiempo, se introdujo en las células un plásmido con nueve genes nuevos, ya humanos, que se encargan de suprimir la respuesta inmune y los procesos de coagulación sanguínea. Por lo tanto, las células resultantes no solo no deben causar agresión inmunológica, sino que también la suprimen.
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Después de confirmar que la edición fue exitosa, los científicos extrajeron los núcleos de fibroblasto y los colocaron en huevos libres de armas nucleares, un método de clonación establecido desde hace mucho tiempo. Los embriones se desarrollaron a partir de los óvulos, que fueron plantados en madres sustitutas, que dieron a luz lechones de la primera generación. Estos cerdos todavía portaban virus, pero ya deberían haber resultado ser inmunológicamente compatibles con los humanos.
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Los científicos volvieron a aislar un cultivo de fibroblastos de su cuerpo y llevaron a cabo la siguiente etapa de edición en él: nuevamente, mediante electroporación, se introdujo en las células el sistema CRISPR / Cas9, que atacó el gen de la transcriptasa inversa, una enzima clave con la que los virus endógenos se reproducen en el genoma. Posteriormente, se aislaron también los núcleos celulares, se colocaron dentro de los ovocitos y se obtuvieron los lechones de segunda generación. Así, los cerdos perdieron tres genes, ganaron nueve y también perdieron veinticinco virus que se multiplican activamente.
Los investigadores comprobaron que los cerdos editados eran genéticamente estables. En sus células, ocho de los nueve genes humanos se expresaron realmente y los genes que causan el rechazo inmunológico estaban "silenciosos". Los científicos comprobaron el genoma animal en busca de rastros de edición fuera del objetivo y encontraron varias "fallas" de CRISPR / Cas9, pero no afectaron las regiones de ADN que codifican proteínas.
Los propios animales eran fisiológicamente sanos y fértiles. A pesar de interferir con su inmunidad y sistema de coagulación sanguínea, sus recuentos sanguíneos estaban dentro de los límites normales. Los científicos tampoco encontraron ningún efecto de la edición en el trabajo del corazón, hígado y riñones de los cerdos.
Finalmente, los investigadores probaron si los cerdos modificados genéticamente habían adquirido las propiedades necesarias para el trasplante. Primero, aislaron un cultivo celular de las paredes de los vasos de los cerdos y lo trataron con inmunoglobulinas humanas: se unen a las células modificadas un 90 por ciento menos que las normales. Luego, estas células actuaron sobre las proteínas del complemento humano (reaccionan a la presencia de células extrañas incluso antes que las inmunoglobulinas), pero el sistema del complemento no se activó con más frecuencia que en el caso de sus propias células humanas.
Así, los científicos han logrado crear animales cuyas células no provocan una agresión inmediata de la inmunidad humana. A pesar de que el sistema inmunológico puede reaccionar posteriormente a las células extrañas, reconociendo en ellas proteínas más raras, esto puede tratarse con inmunosupresores. La edición, por otro lado, le permite evitar el rechazo agudo y ganar tiempo para que el órgano eche raíces dentro del cuerpo. En una entrevista con Science, Yang aclaró que la compañía planea centrarse en las pruebas preclínicas en 2020, pero espera pasar a la investigación en humanos en los próximos cinco años.
Autor: Polina Loseva
