Los primeros cromosomas humanos artificiales se desarrollaron hace 25 años, pero el método tenía limitaciones que dificultan su uso. Un problema que queda superado con una nueva técnica para crearlos con mas precisión y que puede abrir la puerta a mejores terapias celulares para enfermedades como el cáncer.
El avance se presenta en un estudio que publica este jueves Science y que firman, entre otros la universidades de Pensilvania, Edimburgo, y el Instituto Craig Venter.
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La tecnología de cromosomas artificiales está muy avanzada para los más pequeños y sencillos de organismos inferiores como bacterias y levaduras, pero crear los humanos es mucho más complicado, en especial por su mayor tamaño y la complejidad de sus centrómeros, la región central en forma de X donde se unen sus dos brazos.
Los métodos usados hasta ahora se habían visto limitados porque las construcciones de ADN utilizadas para lograrlos tienden a unirse (multimerizarse) en series impredeciblemente largas y con reordenamientos que tampoco se pueden prever, lo que complica su uso terapéutico o científico.
El nuevo método permite fabricar cromosomas artificiales humanos (HAC por sus siglas en inglés) con mayor rapidez y precisión, lo que acelerará el ritmo de la investigación sobre el ADN y permitirá ampliar la terapia génica.
Con el tiempo, y con un sistema de administración eficaz, "esta técnica podría conducir a mejores terapias celulares para enfermedades como el cáncer", según explica la Universidad de Pensilvania.
La nueva técnica revisó "por completo el antiguo planteamiento de diseño y suministro de HAC", explicó Ben Black, del mismo centro educativo y uno de los firmantes de la investigación.
El científico destacó que los nuevos HAC son "muy atractivos para su eventual despliegue en aplicaciones biotecnológicas, por ejemplo, cuando se desee la ingeniería genética de células a gran escala". Una ventaja es que no alteran los cromosomas naturales de la célula.
Los investigadores demostraron que su método era mucho más eficaz para formar HAC viables que los procedimientos estándar, y ademas eran capaces de reproducirse durante la división celular.
Estos nuevos cromosomas artificiales tienen construcciones iniciales de ADN de mayor tamaño que contienen centrómeros más grandes y complejos, lo que permite que se formen a partir de copias únicas de estas construcciones.
Para su administración a las células, utilizaron un sistema basado en células de levadura capaz de transportar cargas de mayor tamaño.
El problema de la multimerización se pudo eludir aumentando el tamaño de la construcción de ADN de entrada para que tendiera de forma natural a permanecer en la forma predecible de una sola copia, detalló Black.
Las ventajas potenciales de los cromosomas artificiales -suponiendo que puedan introducirse fácilmente en las células y funcionar como cromosomas naturales- son muchas, recuerdan los firmantes.
Por ejemplo, ofrecerían plataformas más seguras, productivas y duraderas para expresar genes terapéuticos, en contraste con los sistemas de administración de genes basados en virus, que pueden desencadenar reacciones inmunitarias e implicar la inserción viral nociva en los cromosomas naturales.
La expresión normal de los genes en las células también requiere muchos factores reguladores locales y distantes, que son prácticamente imposibles de reproducir artificialmente fuera de un contexto cromosómico.Black mostró su esperanza en que el mismo planteamiento general que han desarrollado sea útil para fabricar cromosomas artificiales para otros organismos superiores, incluidas plantas para aplicaciones agrícolas como cultivos resistentes a plagas y de alto rendimiento.
CLG