Investigadores del Broad Institute de la Universidad de Harvard han presentado, en un artículo en la revista Nature Biotechnology, una versión mejorada del método de edición del genoma de alta precisión «prime editing», desarrollado en 2019 por el mismo equipo. Esta nueva versión, denominada «twin prime editing» (twinPE), permite incorporar en sitios específicos del genoma fragmentos de ADN tan grandes como el tamaño de un gen completo. A la larga, twinPE podría emplearse para el diseño de terapias génicas muy precisas, para sustituir de forma segura y dirigida en los pacientes los genes mutados por copias normales.
La técnica inicial permitía introducir en el genoma ediciones de alta precisión –sustituciones, inserciones, y deleciones de secuencias de ADN–, pero únicamente de fragmentos pequeños, de varias decenas de pares de bases, lo que limitaba su aplicación para terapia génica. Al igual que el PE original, la nueva versión es muy precisa, porque no corta simultáneamente las dos cadenas de ADN, evitando la introducción de errores no deseados, pero adicionalmente optimiza el proceso porque incrementa sustancialmente el tamaño de los fragmentos de ADN que se pueden editar. Para una explicación detallada del funcionamiento del PE original, véase la noticia en el blog de DBGen de 18/11/2019.
En un primer paso, los investigadores han demostrado el potencial terapéutico de twinPE en cultivos de células humanas en el laboratorio, en las que han insertado de forma precisa fragmentos de ADN de miles de pares de bases en lugares del genoma relevantes para la terapia. También han logrado invertir la orientación de un fragmento de ADN de 40.000 pares de bases, demostrando que, potencialmente, podría servir para corregir un síndrome genético raro, el síndrome de Hunter, causado por una alteración genómica de características similares.
En palabras de su creador, David R. Liu: «El twinPE podría ser una herramienta más segura y precisa de insertar un gen funcional completo de interés terapéutico en localizaciones específicas, y ubicarlo en lugares diana seguros, minimizando el riesgo de posibles efectos secundarios.”
En otro estudio reciente el mismo equipo había conseguido incrementar la eficiencia del «prime editing», que constituía un avance importante como herramienta terapéutica. Ahora, el nuevo método twinPE supone un salto adelante muy sustancial porque abre la puerta a insertar, sustituir o delecionar secuencias de hasta 800 pares de bases de longitud. Para poder introducir fragmentos de ADN todavía más grandes, los investigadores han diseñado «lugares de aterrizaje» en el genoma, reconocidos por unas enzimas llamadas recombinasas. Combinando twinPE y las recombinasas han conseguido incorporar en lugares específicos fragmentos de ADN del tamaño de un gen.
Actualmente, el grupo de David R. Liu sigue trabajando para hacer que este método sea cada vez más eficiente y seguro, para poder emplearlo en aplicaciones terapéuticas.