Nanopartículas capaces de modificar células nerviosas y aliviar los síntomas de Alzheimer

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GerryShaw

​Se han desarrollado nanopartículas con el sistema de edición genómica CRISPR-Cas9 en la Universidad  Dongguk en Seúl, capaces de modificar in vivo las células nerviosas y reducir los síntomas de la enfermedad de Alzheirmer.

Al poco de comenzar nuestra andadura os hablamos de la nueva nanotecnología que está a las puertas de revolucionar la ciencia médica y hoy traemos un buen ejemplo con esta noticia sobre sus aplicaciones de vanguardia en la lucha contra una de las enfermedades neurodegenerativas más devastadoras que existen, siendo el tipo de demencia más frecuente entre la población mundial.

Un equipo de investigadores de Seúl  han dado un paso más en el desarrollo de la nanotecnología con el desarrollo de unas nanopartículas que gracias a la aplicación del célebre sistema de edición genómica CRISPR-Cas9  son capaces de modificar in vivo las células nerviosas y aliviar los síntomas de esta enfermedad en un ratón.
 
El compuesto CRISPR utilizado tenía como objetivo inhabilitar el gen Bace1, responsable de codificar una enzima necesaria para la producción de los péptidos beta-amiloide, uno de los artífices en el desarrollo de la patología.
 
El difícil reto al que nos enfrentamos se debe a que las neuronas son células diferenciadas que no se dividen, dada su difícil y delicada situación, acceder a ellas resulta algo muy complicado y dificultaba cualquier intento de que los componentes de un sistema de edición genómica llegasen al ADN de estas células y lo modificaran.
 
El procedimiento de edición genómica CRISPR es ya conocido como una herramienta con uno de los mayores potenciales en el tratamiento de las enfermedades genéticas, especialmente aquellas en las que las células a modificar resultan fácilmente accesibles.
 
Sin embargo las células nerviosas, como sería el caso de las que se ven afectadas por el mal de Alzheimer, ofrecen un problema adicional a la hora de modificar su genoma como hemos comentado, pero los  investigadores de la Universidad de Dongguk han planteado un nuevo procedimiento para modificar con éxito las células nerviosas in vivo en un modelo de ratones con esta afección.

Imagen del cerebro de un ratón en espejo afectado de una enfermedad neurodegenerativa. Imagen: NIH Image Gallery
  
Para conseguir tratar las células nerviosas afectadas, los investigadores diseñaron complejos nanoscópicos compuestos por un péptido anfifílico, que es un compuesto lineal, con un extremo soluble en agua y otro que no (hidrofóbico) al cual se le sumaron los componentes del sistema CRISPR, consistente en añadir una enzima que corta el ADN y un ARN guía que la sitúa en la posición correcta del ADN).
 
La adición del péptido anfifílico desarrollado por los investigadores de Seúl produce que los componentes del sistema CRISPR formen unos complejos de geometría esférica capaces de atravesar la membrana de las células neuronales
 
Tras su desarrollo, el equipo inyectó los nanocomplejos en la corteza cerebral de los ratones  y  observaron una disminución en la expresión del gen Bace1, respecto a los ratones de control, sin observarse que el tratamiento les produjese problemas adicionales de toxicidad u otro tipo, así que indica una alta probabilidad de tener una aplicación terapéutica futura en humanos con un tratamiento directo con nanopartículas inyectadas directamente de la misma forma.
 
Pero una vez confirmada la efectividad de la estrategia para reducir la expresión de Bace1, lo primero era evaluar el mismo procedimiento en ratones modelo para el Alzhéimer. Esto se hizo inyectando los nanocomplejos directamente en el hipocampo.
 
El hipocampo es el área cerebral que se relaciona con la memoria, y el equipo observó el efecto de inyectar el compuesto viendo que se reducía la acumulación de placas de proteína beta-amiloide.
 
Como consecuencia directa de ser tratados con el nanocomplejo los ratones afectados de Alzheimer mostraron mejoras en sus rasgos y capacidades que confirmaron la efectividad del trabajo del equipo de la Universidad de Dongguk.
 
Así pues, ahora, los nuevos resultados plantean una nueva estrategia de edición del genoma basada en CRISPR como potencial tratamiento frente a la enfermedad de Alzheimer.
 
Todavía es pronto para llegar a un ensayo clínico en humanos, pero los investigadores ya han demostrado que es posible modificar el ADN de neuronas in vivo en ratones modelo para esta cruel enfermedad.
 
Todavía queda por delante ajustar el sistema para calcular las dosis más adecuadas y desarrollar procedimientos seguros de administración hasta  las células diana o si podrían producirse efectos secundarios a largo plazo, pero la puerta ya ha quedado abierta..
 
Referencia: Park H, et al. In vivo neuronal gene editing via CRISPR–Cas9 amphiphilic nanocomplexes alleviates deficits in mouse models of Alzheimer’s disease. Nat Neuros. 2019. Doi: https://doi.org/10.1038/s41593-019-0352-0
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Autor: José Francisco Alonso

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