La CRISPR permite avanzar hacia los xenotrasplantes seguros y efectivos

El principal problema en los trasplantes es la brecha que existe entre el número de órganos disponibles y el de pacientes en espera de un injerto. El trasplante de órganos, células vivas y tejidos animales a seres humanos se denomina xenotrasplante, y podría en el futuro proveer de órganos y contribuir a resolver o aminorar la escasez de órganos a la que se enfrenta el mundo.

Los órganos de los cerdos son especialmente compatibles para ser trasplantados a los humanos, con los que comparten más del 90% de sus genes. Pero para que los xenotrasplantes (especialmente porcinos) se conviertan en una realidad en la práctica clínica se deben resolver antes las barreras inmunológicas, fisiológicas y el riesgo de xenozoonosis que estos poseen, es decir, de que puedan contagiar enfermedades infecciosas propias al ser humano receptor de un órgano.

Desde el punto de vista inmunológico, en los últimos 30 años se han realizado grandes avances en la producción de cerdos transgénicos, con lo que se ha logrado evitar el rechazo hiperagudo. En cuanto a las barreras fisiológicas, se han obtenido resultados alentadores y se confía en las posibilidades de las modificaciones genéticas. Acerca de la infecciones, la mayor atención ha sido dirigida al riesgo de transmisión de retrovirus endógenos porcinos (PERV, por sus siglas en inglés).

En 2012, la revista ‘Nature’ publicó la secuenciación del genoma del cerdo en la que se constataba la presencia de PERV ‘dormidos’ en el genoma que se pueden transmitir a otras células del animal y, sobre todo, activar en contacto con las humanas. Este riesgo de transmisión cruzada, entre otros factores, ha impedido hasta ahora su utilización en seres humanos. Desde entonces, los científicos han tratado de eliminarlos para facilitar los xenotrasplantes.

Ahora, un equipo liderado por George Church, del laboratorio eGenesis de la Universidad de Harvard (EE.UU.), ha empleado la tecnología CRISPR Cas9 para eliminar en animales vivos genes de retrovirus del genoma del cerdo, un hito que hasta ahora solo se había conseguido en líneas celulares. Así han podido crear los primeros lechones libres de PERV.

Los investigadores de Harvard comenzaron confirmando, también por primera vez, que estos retrovirus de células de cerdo se pueden transmitir a células humanas cuando se cultivan juntas. Incluso al exponer células humanas infectadas con PERV a otras no infectadas se producía la transmisión, lo que resalta la necesidad de desactivar estos elementos víricos porcinos si algún día se producen los xenotrasplantes.

Los científicos caracterizaron e identificaron 25 retrovirus endógenos en el genoma de células de fibroblastos (tejido conectivo) de cerdo, y utilizaron la herramienta de ‘corta-pega genético’ CRISPR para desactivarlos, de una forma eficiente y precisa. Mediante un protocolo propio (que incluye clonaciones celulares, una estrategia para evitar la muerte de las células durante las múltiples ediciones, el uso de factores reparadores del ADN y la transferencia de células somáticas nucleares), el equipo fue capaz de desarrollar células viables con una desactivación del 100% de los PERV.

Después, tras implantar los embriones en hembras de cerdo, comprobaron primero que los fetos no se reinfectaban con los retrovirus, y posteriormente corroboraron también que estos elementos víricos tampoco aparecían en los lechones recién nacidos.

“Este es el primer estudio que informa sobre la producción de cerdos sin PERV”, destaca Luhan Yang, cofundadora y directora científica de eGenesis, y autora del trabajo que se publica en ‘Science’. De hecho, durante los cuatro meses posteriores al nacimiento de los lechones, el equipo supervisó y monitorizó la presencia de retrovirus y pudo confirmar su completa desactivación.

“Esta investigación representa un avance importante en cuanto a los temas de seguridad sobre la transmisión viral entre especies. Nuestro grupo seguirá diseñando la cepa de cerdo libre de PERV para proporcionar un xenotrasplante seguro y efectivo”, asegura Yang.

A partir de ahora, el equipo tratará de combinar los beneficios de seguridad de los cerdos libres de retrovirus endógenos con la edición adicional de genes que abordan la respuesta inmunológica. De este modo se aumentará la compatibilidad inmunológica y funcional del órgano.

Referencia bibliográfica: D. Niu et al. «Inactivation of porcine endogenous retrovirus in pigs using CRISPR-Cas9» ‘Science’ 10 de agosto de 2017