El penúltimo problema para las CRISPR se llama p53

Estructura de la proteína p53 alrededor de una molécula de ADN (Fuente: wikipedia).
Estructura de la proteína p53 alrededor de una molécula de ADN (Fuente: wikipedia).

El mundo CRISPR vive permanentemente en una montaña rusa. La continua aparición de novedades científicas y tecnológicas genera inusitadas expectativas y problemas potenciales por igual que exigen calma y sosiego para interpretar correctamente cada uno de los avances y descubrimientos que van produciéndose. El penúltimo de los sustos que acaban de sufrir las herramientas de edición genética CRISPR viene de la mano de dos publicaciones (1, 2) aparecidas en la revista científica Nature Medicine. La actividad de edición de genomas propiciada por el sistema CRISPR, a través de la proteína Cas9 (una endonucleasa que corta el ADN dirigida por pequeñas moléculas de ARN que actúan como guía) induce naturalmente daño en el ADN de las células que se quieren editar, puesto que está cortando la doble cadena del ADN en sitios específicos, en el gen que nos interesa editar. Ahora bien, esta agresión al ADN no pasa desapercibida por la célula, que tiene sus proteínas de vigilancia, que continuamente patrullan el genoma a la búsqueda de cortes o roturas inesperadas (como las que produce la proteína Cas9).

La proteína p53 es parte esencial de este sistema de revisión del ADN, y se encarga de mantener la integridad del material genético de nuestras células. Por eso se le ha llamado “Guardián del Genoma“. En realidad p53 es una proteína supresora de tumores (una de las que impide que nuestras células escapen al control y se dividan anómalamente, generando un tumor). La proteína p53 se encarga de detectar el daño en el ADN y reaccionar ante el mismo, activando los sistemas de reparación del ADN, cuando es posible; o deteniendo la división de la célula, si el daño es importante y pudiera ser peligroso; o incluso induciendo a la propia célula a suicidarse (apoptosis) si el daño es muy grande e irreversible. Naturalmente esta proteína p53 es esencial para el correcto funcionamiento de la célula y, cuando falta por mutación o eliminación, se induce la aparición de tumores.

Entonces, si la proteína Cas9 del sistema CRISPR agrede al ADN cortándolo, para iniciar el proceso de edición genética, y la proteína p53 se encarga de detectar esos mismos daños en el genoma resulta evidente que tenemos un conflicto, dos actividades opuestas. Una actividad de corte del ADN (Cas9), y otra actividad de detección y reparación de esos mismos cortes del ADN (p53). A pesar de ser un hecho conocido y de estar establecidas ambas actividades y su posible interacción entre ellas, la publicación de estos dos artículos en Nature Medicine (uno de ellos depositado en BiorXiv desde agosto pasado) ha vuelto a generar un nuevo problema en el mundo CRISPR. De nuevo, debemos aceptar que es mucho más lo que ignoramos que lo que creemos controlar de estas maravillosas herramientas editoras de genomas. Un nuevo toque de atención y cura de humildad que nos recuerda (como el reciente descubrimiento de la existencia de inmunidad anti-Cas9 en muchas personas) que debemos ir con prudencia, revisando cuidadosamente cada paso existente entre los prometedores resultados del laboratorio y las esperanzadoras aplicaciones en pacientes.

¿Qué nos dicen estos dos nuevos artículos?

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El primero de ellos, realizado sobre células humanas inmortalizadas del epitelio pigmentado de la retina, en cultivo, nos cuenta que la edición genética inducida por las herramientas CRISPR-Cas9 provoca la activación del sistema de respuesta a daño en el ADN dirigida por la proteína p53, lo cual que conduce a la detención del ciclo celular. Naturalmente, las únicas células que consiguen seguir dividiéndose son las que son capaces de perder o acumular espontáneamente mutaciones en el gen p53. Son células en las que la edición genética puede progresar con mayor eficacia. El mismo estudio demuestra que inhibiendo la función de p53 también se logra mejorar la edición genética mediada por CRISPR-Cas9. Pero el precio a pagar y el riesgo que se adquiere son muy altos. Las células sin p53 ya no pueden (no deben!) usarse en terapia, pues la ausencia de la proteína p53 las deja vulnerables, a expensas de que cualquier daño adicional en su genoma resulte en una transformación cancerosa, convirtiéndose en células tumorales, fuera de control. Si pudiera desactivarse transitoriamente, y de forma controlada, la actividad p53 mientras está actuando la proteína Cas9 para volver a restaurarse una vez el sistema CRISPR hubiera terminado de actuar sería una posible solución a este conflicto. Aunque en ausencia de p53 el daño, directo o indirecto, causado por Cas9 podría determinar que algunas células se escaparan al control y adquirieran un perfil tumoral.

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El segundo de los artículos, realizado sobre células pluripotentes humanas, constata que la bajísima eficiencia de edición genética con CRISPR que caracteriza a estas células, puede explicarse por una potente actividad p53 que, de forma natural, reduce la efectividad y el alcance de los cortes en el ADN inducidos por Cas9 y acaba deteniendo y eliminando todas aquellas células en las que Cas9 aparece activada. Esa toxicidad celular, inducida por Cas9 y perpetrada por p53 y el resto del sistema de respuesta a daño en el ADN, es un mecanismo de seguridad de estas células pluripotentes humanas, pero a la vez una gran limitación para poder usarlas, o ellas o sus derivadas, una vez diferenciadas al tipo celular deseado. De nuevo proponen inhibir de forma transitoria p53 para que puedan producirse las ediciones genéticas deseadas mediante la proteína Cas9. Y, en cualquier caso, revisar cuidadosamente todas estas células antes de usarse en pacientes, pues la selección por aquellas que hayan incorporado el genoma editado planeado puede indicar que el sistema endógeno p53 ha desaparecido o se ha desactivado, dejándolas de nuevo vulnerables y expuestas a que cualquier otro daño en el genoma determine su conversión a célula tumoral.

Naturalmente la mera mención a la palabra cáncer asociada a cualquier posible tratamiento basado en las herramientas CRISPR ha hecho caer de nuevo en la bolsa a muchas empresas del campo, que han visto nuevamente disminuir su valor nominal tras la publicación de estos dos artículos. Sin embargo no es exactamente ese el mensaje que transmiten las dos publicaciones. Los dos artículos constatan que la edición genética mediante CRISPR induce la respuesta a daño en el ADN gestionada por p53, que tiende a detener o eliminar esas células, limitando el impacto buscado por la edición genética. Y que para aumentar la eficiencia de edición genética puede inhibirse p53, aunque a riesgo de convertir las células en vulnerables y poder acabar transformándose en cancerosas. Los artículos no dicen que las herramientas CRISPR causen o vayan a causar cáncer. Seamos prudentes. Una debacle parecida sucedió hace poco más de un año ante un estudio que decía haber detectado miles de mutaciones inesperadas tras un experimento CRISPR en ratones, hasta tener que ser retirado por la misma revista ante la evidencia de errores en el diseño y en la interpretación de los resultados que se obtuvieron.

Estoy seguro que lograremos encontrar una solución que garantice el equilibrio y la necesaria coexistencia de las proteínas Cas9 y p53. Pero muy probablemente no va a ocurrir inmediatamente. En estos momentos este nuevo, penúltimo, problema que afecta a los posibles tratamientos con CRISPR debe obligarnos a recapacitar, a revisar todo lo que sabemos y lo mucho que todavía ignoramos, antes de lanzarnos a aplicar estas herramientas CRISPR sobre pacientes sin conocer plenamente las consecuencias de ello. En cualquier caso, tranquilidad y buenos alimentos. Cautela, prudencia y vayamos paso a paso. No queramos correr mas de lo que sabemos.


1 Comentario

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DinoDino

Con ésta entrada recordé una noticia que leí hace un tiempo acerca de un componente del tabaco – benzopireno – el cual precisamente provoca mutaciones en P53 , posibilitando la aparición de tumores . Éste descubrimiento significó un duro revés para las tabacaleras , empeñadas éstas como siempre en negar la relación tabaco y cáncer …. gracias por tan buena entrada .

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